[FONT=&]Mục lục

Trang

Mục lục. i

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắtvi

Danh mục bảng biểu. x

Danh mục hình vẽ. xi

Lời nói đầu. 1

CHƯƠNG 1 : CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC (MPLS)3

1.1. Lịch sử phát triển của MPLS. 3

1.2. Các khái niệm cơ bản MPLS. 4

1.2.1. MPLS là gì?. 4

1.2.2. Miền MPLS (MPLS Domain). 5

1.2.3. Lớp chuyển tiếp tương đương (FEC)6

1.2.4. Nhãn và stack nhãn (Label và Label stack). 6

1.2.5. Hoán đổi nhãn (Label Swapping)7

1.2.6. Đường chuyển mạch nhãn (LSP)7

1.2.7. Chuyển gói qua miền MPLS. 8

1.3. Thành phần cơ bản của MPLS. 9

1.4. Mã hóa nhãn và các chế độ đóng gói nhãn MPLS. 10

1.4.1. Mã hóa stack nhãn. 10

1.4.2. Chế độ khung Frame. 11

1.4.3. Chế độ tế bào Cell12

1.5. Cấu trúc chức năng MPLS. 13

1.5.1. Kiến trúc một nút MPLS (LER và LSR)13

1.5.2. Mặt phẳng chuyển tiếp (mặt phẳng dữ liệu)14

1.5.2.1. Cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn LFIB14

1.5.2.2. Thuật toán chuyển tiếp nhãn. 15

1.5.2.3. NHLFE (Next Hop Label Forwarding Entry)16

1.5.2.4. Mặt phẳng điều khiển. 16

1.6. Hoạt động của MPLS. 16

1.6.1. Chế độ hoạt động khung MPLS. 16

1.6.2. Các hoạt động trong mảng số liệu. 18

1.6.3. Chế độ hoạt động tế bào MPLS. 20

1.6.4. Hoạt động của MPLS khung trong mạng ATM-PVC25

1.6.5. Hoạt động của MPLS trong mặt phẳng chuyển tiếp.26

1.6.6. Gỡ nhãn ở hop áp cuối (PHP)27

1.6.7. Một ví dụ hoạt động chuyển tiếp gói27

1.7. Ưu điểm và ứng dụng của MPLS. 28

1.7.1. So sánh MPLS và MPOA28

1.7.2. Tốc độ và độ trễ. 29

1.7.3. Chất lượng dịch vụ trong MPLS. 29

1.7.4. Đơn giản hóa chức năng chuyển tiếp. 30

1.7.5. Kỹ thuật lưu lượng. 30

1.7.6. Định tuyến QoS từ nguồn. 31

1.7.7. Mạng riêng ảo VPN31

1.7.8. Chuyển tiếp có phân cấp (Hierachical forwarding)31

1.7.9. Khả năng mở rộng (Scalability)31

1.7.10. Khả năng ứng dụng MPLS trong mạng thế hệ sau NGN32

1.7.11. MPLS và kiến trúc Internet33

1.8. Các nhược điểm của MPLS. 34

Tổng kết chương. 35

CHƯƠNG 2: ĐỊnh tuyẾn và báo hiỆu trong MPLS36

2.1. Định tuyến trong MPLS. 36

2.1.1. Định tuyến cưỡng bức (Constrain-based Routing)36

2.1.2. Định tuyến tường minh (Explicit Routing)38

2.1.3. Định tuyến dựa trên QoS. 38

2.1.3.1. Phân loại các thuật toán QoS. 39

2.1.3.2. Thuật toán định tuyến có thể giải được với thời gian đa thức. 39

2.1.4. Định tuyến dựa trên lưu lượng. 40

2.2. Các chế độ báo hiệu MPLS. 43

2.2.1. Chế độ phân phối nhãn. 43

2.2.1.1. Phân phối nhãn không cần yêu cầu (Downstream Unsolicited)44

2.2.1.2. Phân phối nhãn theo yêu cầu (Downstream on Demand)44

2.2.2. Chế độ duy trì nhãn. 44

2.2.2.1. Duy trì nhãn tự do (liberal label retention)44

2.2.2.2. Duy trì nhãn bảo thủ (conservative label retention)45

2.2.3. Chế độ điều khiển LSP45

2.2.3.1. Điều khiển độc lập (independent control)46

2.2.3.2. Điều khiển tuần tự (ordered control)46

2.2.4. Các giao thức phân phối nhãn MPLS46

2.3. Giao thức LDP (Label Distribution Protocol)47

2.3.1. Hoạt động của LDP48

2.3.2. Cấu trúc thông điệp LDP49

2.3.2.1. LDP PDU49

2.3.2.2. Định dạng thông điệp LDP. 50

2.3.3. Các bản tin LDP51

2.3.4. LDP điều khiển độc lập và phân phối theo yêu cầu. 52

2.4. Giao thức CR-LDP (Constrain-based routing LDP)52

2.4.1 Mở rộng cho định tuyến cưỡng bức. 53

2.4.2. Thiết lập một CR-LSP (Constrain-based routing LSP). 54

2.4.3. Tiến trình dự trữ tài nguyên. 55

2.5. Giao thức RSVP-TE (RSVP Traffic Engineering)55

2.5.1. Các bản tin thiết lập dự trữ RSVP57

2.5.2. Các bản Tear Down, Error và Hello của RSVP-TE58

2.5.3. Thiết lập tuyến tường minh trong điều khiển tuần tự theo yêu cầu. 59

2.5.4. Giảm lượng overhead làm tươi RSVP60

2.5.5. RSVP và khả năng mở rộng. 61

2.6. Giao thức BGP61

2.6.1. BGPv4 và mở rộng cho MPLS61

2.6.2 Kết nối MPLS qua nhiều nhà cung cấp dịch vụ. 64

2.7. So sánh CR-LDP và RSVP64

Tổng kết chương. 66

CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG TRONG MPLS67

3.1. Kỹ thuật lưu lượng (traffic engineering)67

3.1.1. Các mục tiêu triển khai kỹ thuật lưu lượng. 67

3.1.1.1. Phân loại67

3.1.1.2. Bài toán nghẽn. 67

3.1.2. Các lớp dịch vụ dựa trên nhu cầu QoS và các lớp lưu lượng. 68

3.1.3. Hàng đợi lưu lượng. 68

3.1.3.1. Hàng đợi FIFO (First-in, First-out). 69

3.1.3.2 Hàng đợi WFQ (Weighted Fair Queuing). 69

3.1.3.3. Hàng đợi CQ (Custom Queuing). 70

3.1.3.4. Hàng đợi PQ (Priority Queuing). 70

3.1.4. Giải thuật thùng rò và thùng token. 71

3.1.4.1. Giải thuật thùng rò (Leaky Bucket). 71

3.1.4.2. Giải thuật thùng token (Token Bucket). 71

3.1.5. Giải pháp mô hình chồng phủ (Overlay Model). 72

3.2. MPLS và kỹ thuật lưu lượng. 73

3.2.1. Khái niệm trung kế lưu lượng (traffic trunk). 73

3.2.2. Đồ hình nghiệm suy (Induced Graph). 74

3.2.3. Bài toán cơ bản của kỹ thuật lưu lượng trên MPLS74

3.3. Trung kế lưu lượng và các thuộc tính. 74

3.3.1 Các hoạt động cơ bản trên trung kế lưu lượng. 75

3.3.2. Thuộc tính tham số lưu lượng (Traffic Parameter). 75

3.3.3. Thuộc tính lựa chọn và quản lý đường (chính sách chọn đường). 76

3.3.3.1. Đường tường minh đặc tả quản trị76

3.3.3.2. Phân cấp các luật ưu tiên cho đa đường. 76

3.3.3.3. Thuộc tính Affinity lớp tài nguyên (Resource Class Affinity). 76

3.3.3.4. Thuộc tính thích ứng (Adaptivity). 76

3.3.3.5. Phân phối tải qua nhiều trung kế song song. 77

3.3.4. Thuộc tính ưu tiên / lấn chiếm (Priority/Preemption). 77

3.3.5. Thuộc tính đàn hồi (Resilience). 77

3.3.6. Thuộc tính khống chế (Policing). 77

3.4. Các thuộc tính tài nguyên. 78

3.4.1. Bộ nhân cấp phát cực đại (maximum allocation multiplier)78

3.4.2 Lớp tài nguyên (Resource Class)78

3.4.3. TE Metric. 79

3.5. Tính toán đường cưỡng bức. 79

3.5.1. Quảng bá các thuộc tính của link. 79

3.5.2. Tính toán LSP cưỡng bức (CR-LSP). 80

3.5.3. Giải thuật chọn đường. 80

3.5.4. Tái tối ưu hóa (Re-optimization). 83

3.6. Bảo vệ và khôi phục đường. 83

3.6.1. Phân loại các cơ chế bảo vệ khôi phục. 84

3.6.1.1. Sửa chữa toàn cục và sửa chữa cục bộ. 84

3.6.1.2. Tái định tuyến và chuyển mạch bảo vệ. 84

3.6.1.3. Ba cách khôi phục bảo vệ tái định tuyến. 85

3.6.2. Mô hình Makam86

3.6.3. Mô hình Haskin (Reverse Backup)87

3.6.4. Mô hình Hundessa. 88

3.6.5. Mô hình Shortest-Dynamic. 88

3.6.6. Mô hình Simple-Dynamic. 88

3.7. Vấn đề triển khai MPLS tại Việt Nam89

3.8. Nhận xét91

Tổng kết chương. 92

CHƯƠNG 4: Chương trình mô phỎng vỀ kỸ thuẬt lưu lưỢng93

4.1. Lý thuyết chung. 93

4.1.1. Router modes. 93

4.1.2. Cách thức cấu hình chính (Entering global configuration mode)93

4.1.3. Cấu hình cho tên một Router94

4.1.4. Cấu hình cho các mật khẩu (Configuring Passwords)94

4.2. Mô phỏng bài Lab về kỹ thuật lưu lượng trong MPLS (MPLS TE)94

KẾT LUẬN VÀ hưỚng phát triỂn đỀ tài98

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Lời nói đầu

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. Trong những năm gần đây, ngành công nghiệp viễn thông đã và đang tìm một phương thức chuyển mạch có thể phối hợp ưu điểm của IP (như cơ cấu định tuyến) và của ATM (như thông lượng chuyển mạch). Mô hình IP over ATM của IETF coi IP như một lớp nằm trên lớp ATM và định nghĩa các mạng con IP trên nền mạng ATM. Phương thức tiếp cận xếp chồng này cho phép IP và ATM hoạt động với nhau mà không cần thay đổi giao thức của chúng. Tuy nhiên, cách này không tận dụng được hết khả năng của ATM. Ngoài ra, cách tiếp cận này không thích hợp với mạng nhiều Router và không thật hiệu quả trên một số mặt. Tổ chức ATM-Forum, dựa trên mô hình này đã phát triển công nghệ LANE và MPOA. Các công nghệ này sử dụng các máy chủ để chuyển đổi địa chỉ nhưng đều không tận dụng được khả năng đảm bảo chất lượng dịch vụ của ATM. Sự hạn chế trong mạng IP, ATM và cấu trúc mạng IP over ATM chính là lí do dẫn đến sự ra đời của MPLS.

Công nghệ MPLS (Multiprotocol label switching) 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. Một trong những ưu điểm lớn nhất của MPLS là ở khả năng thực hiện kỹ thuật lưu lượng. Đây cũng là đối tượng nghiên cứu chính của em khi thực hiện đề tài này. Đây là một tính năng vượt trội của MPLS so với các giao thức định tuyến cổ điển.

Nội dung chủ yếu trong đề tài này là:

Ø Chương 1: Chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS).

Ø Chương 2: Định tuyến và báo hiệu trong MPLS

Ø Chương 3: Kỹ thuật lưu lượng trong MPLS

Ø Chương 4: Chương trình mô phỏng

Vì thời gian cũng như kiến thức có hạn, đồ án này không tránh khỏi những sai sót và hạn chế nên em rất mong sự chỉ bảo, bổ sung của quý thầy cô cùng các bạn.

Sau cùng, em xin chân thành cảm ơn tất cả các Thầy Cô giáo của Khoa Kỹ thuật và Công Nghệ của trường Đại Học Quy Nhơn, đặc biệt em xin bày tỏ sự tri ân sâu sắc đến giảng viên ThS. Đào Minh Hưng – người đã hết lòng giúp đỡ và hướng dẫn để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.

10