1 Nhn xét Ch kí ca giáo viên hng dn 2 i cm n Em xin chân thành cám n các thy cô giáo trong khoa, c bit là Thc s Phm n Nam ã giúp  và ch dn em thc hin  tài này. Do s hn ch v kin thc và thi gian, trong quá trình thc tp còn nhiu thiu sót, kính mong các thy cô giáo ch dn  tài c hoàn thin. Em xin chân thành cám n! Nha Trang, ngày tháng nm 2008 Sinh viên thc hin Cn Th Phng 3 c lc Nhn xét 1 Li cm n 2 Mc lc 3 Li mu 7 Gii thiu  tài 8 Phn 1: GII THIU C BN V MPLS 9 Chng 1: CÁC KHÁI NIM C BN 9 1.1. nh ngha MPLS 9 1.2. Các giao thc tin MPLS 9 1.3. Li ích ca MPLS 9 1.3.1. S dng mt c s h tng mng thng nht 10 1.3.2. Tt hn s tích hp IP vi ATM 10 1.3.3. Không s dng giao thc BGP trong lõi MPLS 11 1.3.4. Mô hình peer-to-peer cho MPLS VPN 11 a) Mô hình Overlay VPN 11 b) Mô hình peer-to-peer VPN 12 1.3.5. iu khin lu lng ti u 13 1.3.6. Traffic engineering (k thut lu lng) 13 1.4. Lch s ca mng MPLS 15 Chng 2: KIN TRÚC MPLS 16 2.1. Gii thiu nhãn MPLS 16 2.2. MPLS và mô hình OSI 17 2.3. Label Switch Router 18 2.4. Label Switched Path 18 2.5. Forwarding Equivalence Class (FEC) 19 2.6. Phân phi nhãn 19 2.6.1. Cõng nhãn trên mt giao thc nh tuyn IP ang tn ti 19 2.6.2. Có mt giao thc phân phi nhãn riêng 20 2.7. Phân phi nhãn s dng LDP 20 2.8. Label Forwarding Instance Base 21 2.9. MPLS payload (loi lu lng MPLS truyn-trng ti) 21 2.10. MPLS Label Spaces(không gian nhãn MPLS) 22 2.11. Các ch MPLS 22 2.11.1. Ch label distribution 22 2.11.2. Ch label retention 23 2.11.3. Ch label control 23 Chng 3: CHUYN TIP GÓI C GÁN NHÃN 24 3.1. Chuyn tip mt gói c gán nhãn 24 3.1.1. Các thao tác nhãn 24 3.1.2. S khác nhau gia tra cu IP và tra cu nhãn 24 3.1.3. Cân bng ti gia các gói c gán nhãn 26 3.1.4. Nhãn vô danh 27 3.2. Các nhãn ã c dành riêng 27 3.2.1. Nhãn implicit NULL 27 4 3.2.2. Nhãn explicit NULL 28 3.2.3. Nhãn cnh báo cho router (alert label) 29 3.2.4. Nhãn cnh báo cho OAM (Operation And Maintenace)(OAM alert label) 29 3.3. Các nhãn không dành riêng 29 3.4. TTL trong nhãn 29 3.4.1  x ca TTL trong trng hp IP-to-Label hoc Label-to-IP 30 3.4.2  x ca TTL trong trng hp Label-to-Label 30 3.4.3 Ht hiu lc TTL 31 3.5. MPLS MTU 33 3.6. Phân mnh gói MPLS 34 3.7. Path MTU Discovery 34 Chng 4: GIAO THC PHÂN PHI NHÃN (LDP) 36 4.1. Quá trình x lý ca LDP 36 4.1.1. Tìm các LSR chy LDP 36 4.1.2. Thit lp và duy trì phiên 37 4.1.3. Các thông ip qung bá (label advertisement) 39 4.1.4. Các cnh báo (Notifiaction) qun lý phiên LDP 39 4.2. Phiên LDP targeted (phiên LDP c thit lp t xa) 39 4.3. Xác thc i vi LDP 40 4.4. iu khin vic qung bá nhãn ca LDP 41 4.5. Lc label binding i v trong MPLS LDP 41 4.6. Tng cu hình LDP 42 4.7. Sng b gia MPLS LDP và IGP 42 4.8. Bo v phiên LDP 44 Chng 5: H TR CISCO EXPRESS FORWARDING (CEF) CA CISCO IOS 46 5.1. Khái nim CEF 46 5.2. Các phng thc chuyn mch gói ca Cisco 46 5.2.1. Chuyn mch tin trình 46 5.2.2. Fast switching 46 5.2.3. Chuyn mch CEF 47 5.3. S cn thit CEF i vi MPLS 47 Phn 2: CÁC NG DNG MPLS 48 Chng 1: K THUT LU LNG TRONG MPLS (MPLS Traffic Engineering) 48 1.1. Khái nim MPLS TE 48 1.2. S cn thit ca MPLS TE 48 1.3. Tng quan x lý ca MPLS TE 50 1.4. Phân phi thông tin TE 52 14.1. S m rng OSPF cho TE 53 1.4.2. Làm lt bi IGP 55 1.5. Tính toán và thit lp ng 57 1.5.1. nh tuyn và chi phí ca mt TE LSP 57 1.5.2. Hai loi metric ca TE 59 1.6. PCALC hay CSPF 59 1.7. RSVP 60 1.8. Bo v và khôi phc 63 5 Bo v link 63 1.9. Hng lu lng xung ng hm TE 65 1.9.1. nh tuyn tính 65 1.9.2. nh tuyn da trên chính sách 65 1.9.3. S dng autoroute announce 66 1.9.4. S dng forwarding adjacency 66 1.9.5. ng lu lng AToM trên ng hm 66 1.9.6. Phân lp ng hm 66 1.10. Cân bng ti 66 1.11. MPLS TE và MPLS VPN 67 1.11.1. ng hm gia hai router PE 67 1.11.2. ng hm có tailend là P router 67 1.11.3. nh tuyn t VRF n ng hm 67 Chng 2: MPLS VPN 69 2.1. nh ngha VPN và MPLS VPN 69 2.2. nh tuyn MPLS VPN 70 2.3. Kin trúc ca MPLS VPN 71 2.3.1. Virtual Routing and Forwarding Table (VRF) 71 2.4. Lan truyn tuyn vpnv4 trong mng MPLS VPN 75 2.5. Chuyn tip gói trong mng MPLS VPN 76 2.6. BGP 77 2.6.1. BGP mang nhãn 78 2.6.2. Chuyn tip gói 78 2.7. Giao thc nh tuyn s dng gia PE và CE 79 2.7.1. Tuyn ng ni trc tip (connected route) 80 2.7.2. nh tuyn tnh 80 2.7.3. RIP 81 2.7.4. OSPF 81 a) Cu hình OSPF VRF 81 b) Lan truyn metric OSPF 82 c) Truyn thông m rng BGP cho OSPF 82 d) Thit k mng OSPF 83 e) Sham link 83 f) Down bit và Domain tag 85 2.7.5. EIGRP 87 a) Cu hình 88 b) Pre-Bestpath POI 88 c) EIGRP PE-CE vi backdoor link 89 2.8. SOO 90 2.9. Truy cp ti VRF 92 Chng 3: THC HIN QoS TRONG MPLS 93 3.1. Tng quan QoS 93 3.2. DiffServ vi gói IP 93 3.3. DiffServ vi gói MPLS 95 3.4. Các mô hình ng hm ca DiffServ 95 3.4.1. Mô hình ng ng (Pipe Model) 95 3.4.2. Mô hình ng ng ngn (Short Pipe Model) 96 3.4.3. Mô hình uniform (uniform model) 96 6 3.4.4. Li ích ca các mô hình DiffServ Tunneling 96 3.4.5. Thc hin ba mô hình DiffServ Tunneling 97 3.5. Thay i gói 98 3.6. Các câu lnh cho MPLS QoS 101 3.7. TE vi QoS 104 3.8. Cu hình DS-TE 105 3.9. Hng lu lng DS-TE xung ng hm 107 Chng 4 : GII THIU GNS3 VÀ CÁC VÍ D MÔ PHNG 110 4.1. Gii thiu GNS3 110 4.2. Các ví d mô phng 111 4.2.1. Bài mô phng 1: Mng MPLS c bn 111 a)Topology ca mng 111 b)Kt qu thc hin 111 c)ánh giá 112 4.2.2. Bài mô phng 2: Mng MPLS TE vi cân bng ti 112 a)Topology ca mng 112 b)Kt qu thc hin 113 c)Nhn xét 114 4.2.3. Bài mô phng 3: Mng MPLS VPN c bn 115 a)Tolology mng 115 b)Kt qu thc hin 115 c)Nhn xét 115 Kt lun 117 1) Kt qut c 117 2) Hn ch và Hng phát trin ca  tài 117 Ph lc 119 1) Gii thích thut ng 119 2) Mã ngun các bài thc hành mô phng 120 Tài liu tham kho 130 7 i mu S phát trin nhanh chóng các dch v IP và s bùng n Internet ã dn n nhiu thay i trong nhn thc kinh doanh ca các nhà khai thác. Lu lng ln nht hin nay là lu lng IP. Giao thc IP thng tr toàn b các giao thc lp mng, dn ti xu hng phát trin các công ngh lp di u h tr cho IP. Nhu cu th trng cp bách cho mng tc  cao vi chi phí thp là c s ra i mt lot các công ngh mi, trong ó có MPLS. Trong nhng nm gn ây, MPLS ã chng minh c tính ng dng thc tin các tính nng vt tri ca nó so vi công ngh chuyn mch truyn thng khác nh ATM và Frame Relay. Tp oàn Bu chính vin thông Vit Nam ã la chn IP/MPLS làm công ngh cho lp chuyn ti mng NGN ang trin khai trên phm vi toàn quc. Tp oàn Cisco vi các thit b ca hã h tr rt tt cho công ngh mng MPLS. Vì vy mc ích ca  tài là nghiên cu v mng MPLS nói chung và mt s ng dng ca MPLS gm MPLS VPN, MPLS traffic-eng và MPLS QoS ng thi tìm hiu v vic cu hình MPLS trên thit b router ca Cisco. 8 Gii thiu  tài Hin này phn ln các k thut mi ra i vi mc ích là ci thin hiu nng ca mng IP có sn. Công ngh MPLS ra i vi mc ích nh vy. Trong gii hn  tài s cho thy nhng cái nhìn tng quát v mng MPLS, v các ng dng MPLS VPN, MPLS Traffic-engineering, và MPLS QoS.  có th mô phng v công ngh này, phn mm GNS3 là phn mm phát trin t NS3 vi GUI, s dng các IOS tht s cho các dòng router ca Cisco, c s dng trong  tài.  tài gm ba phn trong ó: - Phn 1: Gii thiu c bn v MPLS: s cung cp các khái nim c bn v MPLS, s qua v lch s, tr li câu hi ti sao công ngh này li c a chung, nhãn MPLS là gì và c s dng nh th nào, cách chuyn tip các gói gán nhãn, giao thc h tr phân phi nhãn vào gói IP, h tr CEF ca Cisco IOS cho MPLS nh th nào. - Phn 2: Các ng dng ca MPLS: phn này s gii thiu mt phn v k thut u lng trong MPLS, cung cp các cht lng dch v trong MPLS và ng dng MPLS i vi mng riêng o (VPN).Gii thiu v GNS3 và các ví d mô phng: s cung cp thông tin c bn v GNS3 tó có th cài t và s dng trong vic mô phng, các ví d mô phng s là các bài lab (thc hành)  cu hình mt mng MPLS c bn, mt mng MPLS VPN, lab cho MPLS TE cân bng ti không cùng chi phí. 9 Phn 1: GII THIU C BN V MPLS Chng 1: CÁC KHÁI NIM C BN 1.1. nh ngha MPLS MPLS là vit tt ca MultiProtocol Label Switching – chuyn mch nhãn a giao thc, là phng thc c ci thin cho vic chuyn tip gói qua mng s dng thông tin cha trong nhng nhãn ã c thêm vào gói IP.ây là công ngh lai kt hp gia k thut chuyn mch tng 2 và k thut nh tuyn tng 3 làm tng hiu nng và tính n nh cho mng. Trong mng MPLS, các gói n c gán nhãn bi router Edge Label-Switched (ELSR). Các gói c chuyn tip theo ng Label-Switched (LSP) nh các router Label-Switched (LSR) da trên ni dung ca nhãn. Ti mi hop, LSR g nhãn và a nhãn mi vào gói, ch cho gói hop k tip ca nó. n router ELSR u ra, nhãn c g b và gói c hng i da vào a chích ca nó. Nh vy các router trong lõi MPLS (LSR) ch làm mt chc nng chuyn mch tng 2, các router biên (ELSR) làm chc nng nh tuyn tng 3 trong mng. MPLS là công ngh mng làm vic vi bt kì giao thc tng mng nào nh Ipv4, Ipv6, …. Trong phm vi  tài ch hng ti tìm hiu công ngh MPLS vi giao thc Ipv4. 1.2. Các giao thc tin MPLS K thut chuyn mch nhãn không phi là mi vì trc ây, giao thc ATM s dng cell và Frame Relay s dng frame là hai giao thc ph bin ca WAN.i vi Frame Relay, frame không có kích thc cnh, còn AMT thì các cell có kích thc 53 bytes. Có th gi frame, cell là “nhãn” trong mng Frame Relay và ATM. Trong quá trình gói c chuyn i thì “nhãn” trong header là thay i, so vi hng gói IP thì khác, gói IP sc chuyn i qua các hop vi a ch IP ích không i. MPLS cng hng gói i mà không quan tâm n a ch IP ích. 1.3. i ích ca MPLS Nhiu ý kin cho rng s dng MPLS là k thut u tiên em li tc  chuyn mch tng 2 cho tng 3. Vì  chuyn mch IP thì phi tra cu vi bn bytes (Ipv4)  quyt nh chuyn tip gói, trong khi chuyn mch nhãn ch cn tra cu giá tr nhãn. 10 Nhng nu s dng k thut application-specific intergrated circuits (ASICs) cho chuyn mch gói thì tc  nhanh tng t nh tc  chuyn mch gói c gán nhãn. Vì vy s không xét li ích trên là li ích riêng ch MPLS mi có, khi chy MPLS trong mng các li ích ni bt nht cho mng nh sau: 1.3.1. S dng mt  s h tng mng thng nht Ý tng ca MPLS là gán nhãn cho gói i vào da trên a chích hoc các chun ã c cu hình trc và chuyn mch tt c lu lng qua mt  s h tng chung. ây là li ích rt ln ca MPLS. Mt trong nhng lí do IP là giao thc mng thng tr, nhiu k thut c truyn qua nó. Không ch d liu c truyn qua IP mà tín hiu thoi cng c truyn qua. S dng MPLS vi IP, có th m rng kh nng truyn. MPLS có th truyn Ipv4, Ipv6, Ethernet, HDLC, PPP, và các k thut tng 2. Frame tng 2 có thc bng qua backbone MPLS c gi là Any Transport over MPLS (AToM). Router chuyn mch lu lng AToM không cn quan tâm ti mà MPLS ang chuyên tr (MPLS payload), chúng ch cn chuyn mch lu lng ã gán nhãn thông qua thông tin ca nhãn nh. AToM cho phép ngi cung cp dch v có th cung cp dch v tng 2 cho khách hàng tng t nh trong mng không cung cp MPLS. Nh vy, ch cn duy nht mt c s h tng mng thng nht có th mang tt c các loi lu lng ca khách hàng. 1.3.2. Tt hn s tích hp IP vi ATM ATM ã c ví nh là giao thc u cui (end-to-end protocol), hoc giao thc desktop-to-desktop, nhng nó không phi vy. Nó khá thành công, mc dù chc s dng nh mt giao thc WAN trong lõi ca nhà cung cp dch v. Nhiu nhà cung cp dch v cng ã trin khai IP backbone. Vic tích hp IP vi ATM không em li nhiu li ích. Vì vy có nhiu gii pháp c  c chng hn AAL5, LAN Emulation(LANE), Multiprotocol over ATM (MPOA), … nhng tt cu em li s cng knh  thi hành và troubleshoot. Vì vy gii pháp tt hn là s dng MPLS trên ATM. Nhng  thc thi, iu kin tiên quyt là switch ATM phi thông minh, chy giao thc nh tuyn IP và giao thc phân phi nhãn (LDP). [...]... dùng phân ph i nhãn trong m ng MPLS VPN 2.6.2 Có m t giao th c phân ph i nhãn riêng Ph ng pháp có m t thu n l i là giao th c nh tuy n m t giao th c phân ph i nhãn cùng v i m t giao th c dù giao th c c ch y c l p, s có nh tuy n phân ph i prefix, cho nh tuy n ó có th ho c không th phân ph i nhãn Ch có m t nh c i m là c n ch y m t giao th c m i trên LSR Giao th c phân ph i nhãn là LDP (Label Distribution... này: 2.6.1 Cõng nhãn trên m t giao th c Thu n l i c a ph nh tuy n IP ang t n t i ng th c này là không c n m t giao th c m i ph i ch y trên LSR, nh ng các giao th c nh tuy n IP hi n có ph i c m r ng ây là gi i pháp không d th c hi n Thu n l i l n khi giao th c nhãn là nh tuy n và phân ph i nhãn luôn prefix ó b l i ho c ng N u là giao th c t o ra m t prefix t b ng N u là giao th c riêng mang nhãn nh tuy... prefix IGP LDP không ch dùng phân ph i nhãn MPLS M t vài giao th c phân ph i nhãn nh sau: - Tag Distribution Protocol (TDP) - Label Distribution Protocol (LDP) - Resource Reservation Protocol (RSVP) Giao th c TDP là ti n thân c a giao th c LDP, Cisco Tuy nhiên TDP là giao th c này x lý t c phát tri n và tri n khai b i c quy n c a Cisco Sau ó IETF ã a ra giao th c LDP, ng t TDP, có nhi u ch c n ng h n, hi... Layer 3: Network Layer 2: Data Link Layer 1: Physical 17 B i vì s óng gói c a t ng 2 v n còn trong gói c gán nhãn nên MPLS không ph i là giao th c t ng 2, vì giao th c t ng 3 v n còn trong gói c gán nhãn nên MPLS không ph i là giao th c t ng 3 Vì v y g i MPLS là giao th c t ng 2.5 2.3 Label Switch Router Label switch router là router - c h tr MPLS, có 3 lo i LSR nh sau: Ingress LSR: Làm nhi m v nh... site c a khách hàng có th k t n i v i nhau và hoàn toàn c l p v i các VPN khác Nhà cung c p d ch v có th tri n khai hai mô hình VPN sau cung c p các d ch v VPN n khách hàng c a nó: a) Mô hình Overlay VPN Trong mô hình này hoàn toàn không có s nh tuy n x y ra gi a các router khách hàng v i router c a nhà cung c p K t qu là router c a nhà cung c p không bao gi nhìn th y các tuy n ng c a khách hàng 11 b)... hình peer-to-peer VPN Mô hình peer-to-peer, vi c thêm m t site khách hàng thì yêu c u nhi u s thay i c u hình t i nhi u site khác S k t h p v i MPLS làm cho vi c th c hi n mô hình peer-to-peer VPN d dàng h n Vi c thêm hay b t m t site c a khách hàng c c u hình d dàng h n nên t n ít th i gian h n Trong m ng MPLS VPN thì m t router khách hàng g i là customer edge (CE) router, s có ít nh t m t router c a... thái ng liên k t thì c n có m t giao th c th c hi n vi c phân ph i nhãn Vì theo cách làm vi c c a MPLS thì m i router c n phân ph i nhãn cho m i IGP prefix khi router là li n k nhau Trong khi ó giao th c nh tuy n theo tr ng thái thái link sau ó h ng ng liên k t, m i router b t u c p nh p tr ng n t t c các router bên trong m t area k c router không li n k nhau 19 BGP là giao th c BGP c dùng nh tuy n mang... v n khi kích c gói th a mãn link có th chuy n qua 34 ng DF thì n ngu n phát ra v n t n t i thì ti p t c cho n Chú ý là Path MTU Discovery không ICMP trong tr không m b o trong m i tr ng h p gói là firewalls, access list, hay v n c g i tr l i ngu n g c phát ra gói IP 35 ng h p, thông i p trong nh tuy n s Ch 4.1 Quá trình x ng 4: GIAO TH C PHÂN PH I NHÃN (LDP) lý c a LDP LDP có 4 ch c n ng chính: - Tìm... peer-to-peer VPN Trong mô hình peer-to-peer VPN, các router c a nhà cung c p c ng tham gia vào nh tuy n c a router khách hàng Tr c khi MPLS t n t i, mô hình peer-to-peer VPN c s d ng t o nh tuy n IP gi a router khách và router c a nhà cung c p Mô hình này c ng yêu c u s gi a các khách hàng access list) tuy n cl p th c hi n có th dùng l c gói (danh sách i u khi n truy c p- i u khi n d li u n và i cho router...1.3.3 Không s d ng giao th c BGP trong lõi MPLS Khi nhà cung c p d ch v ph i h ng l u l ng trong m ng IP, m i router ph i ki m tra ch a ch ích c a gói trong b ng ng i là external ph i có trong b ng nh tuy n c a nó N u a ch ích c a gói i v i m ng nhà cung c p d ch v , t t c các prefix IP này nh tuy n c a m i router BGP mang các prefix external ch ng h n nh prefix c a khách hàng ho c prefix c a Internet . gán nhãn nên MPLS không phi là giao thc tng 2, vì giao thc tng 3 vn còn trong gói c gán nhãn nên MPLS không phi là giao thc tng 3. Vì vy gi MPLS là giao thc tng 2.5. 2.3. Label. riêng Phng pháp có mt thun li là giao thc nh tuync chy c lp, s có mt giao thc phân phi nhãn cùng vi mt giao thc nh tuyn phân phi prefix, cho dù giao thc nh tuyn ó có th. ATM ATM ã c ví nh là giao thc u cui (end-to-end protocol), hoc giao thc desktop-to-desktop, nhng nó không phi vy. Nó khá thành công, mc dù chc s dng nh mt giao thc WAN trong