TÌM HIỂU CĂN BẢN VỀ MPLS

MPLS
MPLS
Master Nguyen Duy Nhat Vien
MPLS
MPLS
!
!
To
To
å
å
ng quan
ng quan
!
Các đóng gói nhãn
!
Các giao thức phân bố nhãn
!
Đònh tuyến cơ sở ràng buộc với CR-LDP
!
Kết luận
Đò
Đò
nh tuye
nh tuye
á
á
n
n
Đònh tuyến là việc xác đònh một tuyến nào đó
qua mạng để cung cấp cho nhu cầu trao đổi

thông tin sau khi đã xác đònh cấu hình mạng.
Xét sự trao đổi thông tin từ A đến B:
•BROADCAST:

Từ A, đến mọi nơi (nhiều B),
không yêu cầu theo hướng ngược lại.
•HOP BY HOP ROUTING: Yêu cầu liên lục qua
các chặng trung gian hướng đến B.
•SOURCE ROUTING:

Yêu cầu một danh sách
các node (hoặc các hop) để chỉ đến B.
Te
Te
â
â
n go
n go
ï
ï
i kha
i kha
ù
ù
c cu
c cu
û
û
a nha
a nha

õ
õ
n
n
!
Nhãn là một giá trò có chiều dài ngắn và cố đònh, nhãn là đònh
danh cục bộ để xác đònh một lớp chuyển tiếp tương đương.
!
Nhiêàu ví dụ vêà phân bố nhãn đang được tồn tại và ở đó, người
ta gọi
“
nhãn
”
với những têân gọi khác nhau
!
ATM – nhãn được gọi là VPI/VCI và được vâän chuyển với Cell.
!
Frame Relay – nhãn được gọi là DLCI và vận chuyêån với
Frame.
!
TDM – nhãn được gọi là một khe thời gian.
!
X25 – nhãn là LCN
!
…
!
Ngày nào đó, với sự thay đổi tần số thì có lẽ nhãn được gọi là
tần số?
MPLS
MPLS

la
la
ø
ø
g
g
ì
ì
?
?
!MPLS (Multi Protocol Label Switching) là một
công nghệ kết hợp giữa chuyển mạch ở lớp 2 và
đònh tuyến ở lớp 3.
!Các vấn đề đặt ra là:
! MPLS sử dụng đònh tuyến từng chặng (Hop-by-
hop) hay đònh tuyến nguồn (Source routing) để
thiết lập các nhãn?
! Nhãn sử dụng cho môi trường nào?
!Vận chuyển nhãn qua nhiều lớp như thế nào?
ẹũ
ẹũ
nh tuye
nh tuye
ỏ
ỏ
n
n
ụỷ
ụỷ
bie

bie
õ
õ
n va
n va
ứ
ứ
chuye
chuye
ồ
ồ
n ma
n ma
ù
ù
ch
ch
ụỷ
ụỷ
trung ta
trung ta
õ
õ
m
m
Chuyeồn tieỏp IP
Chuyeồn maùch nhaừn
Chuyeồn tieỏp IP
IP IP #L1 IP #L2 IP #L3 IP
C

C
ô
ô
che
che
á
á
la
la
ø
ø
m vie
m vie
ä
ä
c cu
c cu
û
û
a MPLS
a MPLS
UDP
-
Hello
UDP
-
Hello
TCP
-
open

TIME
TIME
Label request
IP
Label mapping
#L2
Initialization(s)
Ta
Ta
ï
ï
i sao la
i sao la
ï
ï
i la
i la
ø
ø
MPLS?
MPLS?
!
MPLS mang năng lực của ATM
!
MPLS chuyển tiếp cực nhanh
!
Khả năng:
!
Kỹ thuật lưu lượng IP
– Đònh tuyến cơ sở ràng buộc

!
Mạng riêng ảo
– Cơ chế điều khiển đường hầm
!
Voice/Video trên IP
– Độ trễ thay đổi + các ràng buộc
QoS

MPLS th
MPLS th
í
í
ch h
ch h
ợ
ợ
p cho ca
p cho ca
û
û
IP la
IP la
ã
ã
n ATM
n ATM
PACKET
ROUTING
CIRCUIT
SWITCHING

•MPLS + IP là nền tảng trung gian kết hợp tốt cho IP và các
kỹ thuật chuyển mạch ở lớp 2.
•ATM và Frame Relay gặp rất nhiều khó khăn để trở thành
một lớp trung gian cho IP.
MPLS+IPIP ATM
HYBRID
Ca
Ca
ù
ù
c thua
c thua
ä
ä
t ng
t ng
ữ
ữ
ch
ch
í
í
nh trong MPLS
nh trong MPLS
•
LDP (Label Distribution Protocol): Giao thức phân bố nhãn.
•
LSP (Label Switched Path): Đường dẫn chuyển mạch nhãn.
•
FEC (Forwarding Equivalence Class): Lớp chuyển tiếp

tương đương.
•
LSR (Label Switching Router) Bộ đònh tuyến chuyển mạch
nhãn.
•
LER (Label Edge Router): Bộ đònh tuyến nhãn biên.
•
NHLFE (Next Hop Label Forwarding Entry): Mục chuyển
tiếp chặng tiếp theo.
•
FTN (FEC to NHLFE): nh xạ FEC sang NHLFE.
•
LIB (Label Information Base): Cơ sở thông tin nhãn.
Forwarding Equivalence Classes
Forwarding Equivalence Classes
!
FEC = Là một tập con các gói mà được đối xử như nhau bởi
router.
!
Nội dung của FEC cung cấp khả năng linh hoạt và co giãn lớn.
!
Trong đònh tuyến thông thường, khi một gói được ấn đònh một
FEC tại mỗi chặng (tra bảng cho header L3) thì trong MPLS, việc
này chỉ được tiến hành ở ngõ vào.
IP1
IP2
Các gói được dự tính cho các đòa chỉ prefixes khác nhau,
có thể được ánh xạ chung một đường dẫn.
Các gói được dự tính cho các đòa chỉ prefixes khác nhau,
có thể được ánh xạ chung một đường dẫn.

IP
1
IP
2
LSRLSR
LER
LER
LSP
IP1 #L1
IP2 #L1
IP1 #L2
IP2 #L2
IP1 #L3
IP2 #L3
#216
#612
#5
#311
#14
#99
#963
#462
- Một LSP là một phần của một cây từ nguồn đến
đích (không trực tiếp).
- LDP xây dựng nên cây này sử dụng các bảng
chuyển tiếp IP đang tồn tại thành đường của các
thông điệp điều khiển
#963
#14
#99

#311
#311
#311
Label Switched Path
Label Switched Path
MPLS
MPLS
đượ
đượ
c xa
c xa
â
â
y d
y d
ự
ự
ng tre
ng tre
â
â
n c
n c
ơ
ơ
s
s
ở
ở
IP

IP
47.1
47.2
47.3
Dest Out
47.1 1
47.2 2
47.3 3
1
2
3
Dest Out
47.1 1
47.2 2
47.3 3
Dest Out
47.1 1
47.2 2
47.3 3
1
2
3
1
2
3
• Đich dựa vào các bảng chuyển tiếp như được xây dựng bởi OSPF,
IS-IS, RIP
Chuye
Chuye
ồ

ồ
n tie
n tie
ỏ
ỏ
p IP s
p IP s
ửỷ
ửỷ
du
du
ù
ù
ng
ng
ủ
ủ
ie
ie


u khie
u khie
ồ
ồ
n t
n t
ửứ
ửứ
ng

ng
cha
cha
ở
ở
ng
ng
47.1
47.2
47.3
IP 47.1.1.1
Dest Out
47.1 1
47.2 2
47.3 3
1
2
3
Dest Out
47.1 1
47.2 2
47.3 3
1
2
1
2
3
IP 47.1.1.1
IP 47.1.1.1
IP 47.1.1.1

Dest Out
47.1 1
47.2 2
47.3 3
Intf
In
Label
In
Dest Intf
Out
3 0.40 47.1 1
Intf
In
Label
In
Dest Intf
Out
Label
Out
3 0.50 47.1 1 0.40
Pha
Pha
â
â
n bo
n bo
á
á
nha
nha

õ
õ
n
n
47.1
47.2
47.3
1
2
3
1
2
1
2
3
3
Intf
In
Dest Intf
Out
Label
Out
3 47.1 1 0.50
Mapping: 0.40
Request: 47.1
Mapping: 0.50
Request: 47.1
Label Switched Path (LSP)
Label Switched Path (LSP)
Intf

In
Label
In
Dest Intf
Out
3 0.40 47.1 1
Intf
In
Label
In
Dest Intf
Out
Label
Out
3 0.50 47.1 1 0.40
47.1
47.2
47.3
1
2
3
1
2
1
2
3
3
Intf
In
Dest Intf

Out
Label
Out
3 47.1 1 0.50
IP 47.1.1.1
IP 47.1.1.1
#216
#14
#462
Đònh tuyến tương minh là kỹ thuật đònh tuyến nguôn (source routing) -
đònh tuyến từ đầu vào.
Đầu vào xác đònh từng chặng trên đường dẫn chuyển mạch nhãn LSP
một cách rõ ràng, tường tận.
Đònh tuyến tương minh là kỹ thuật đònh tuyến nguôn (source routing) -
đònh tuyến từ đầu vào.
Đầu vào xác đònh từng chặng trên đường dẫn chuyển mạch nhãn LSP
một cách rõ ràng, tường tận.
#972
#14 #972
A
B
C
Route=
{A,B,C}
Đò
Đò
nh tuye
nh tuye
á
á

n t
n t
ườ
ườ
ng minh
ng minh


Explicitly
Explicitly
Routed
Routed


hay
hay
ER-LSP
ER-LSP
Intf
In
Label
In
Dest Intf
Out
3 0.40 47.1 1
Intf
In
Label
In
Dest Intf

Out
Label
Out
3 0.50 47.1 1 0.40
47.1
47.2
47.3
1
2
3
1
2
1
2
3
3
Intf
In
Dest Intf
Out
Label
Out
3 47.1.1 2 1.33
3 47.1 1 0.50
IP 47.1.1.1
IP 47.1.1.1
Ñò
Ñò
nh tuye
nh tuye

á
á
n t
n t
öôø
öôø
ng minh LSP
ng minh LSP


(ER
(ER
-
-
LSP)
LSP)
Ư
Ư
u
u
đ
đ
ie
ie
å
å
m cu
m cu
û
û

a ER-LSP
a ER-LSP
!Hoạt động đònh tuyến linh hoạt (cơ sở
chính sách policy-based, cơ sở QoS
QoS-based)
!Có thể sử dụng các đường khác đường
dẫn ngắn nhất
!Có thể tính toán các đường dẫn dựa
trên các ràng buộc chính xác như theo
cách của ATM dựa trên cơ sở dữ liệu đồ
hình phân bố (kỹ thuật lưu lượng)
Đ
Đ
o
o
á
á
i thu
i thu
û
û
cu
cu
û
û
a ER-LSP
a ER-LSP
!Hai kiểu báo hiệu được đề xuất thành hai
chuẩn: CR-LDP và RSVP mở rộng:
-CR-LDP = LDP + Đònh tuyến tường minh

- RSVP mở rộng = RSVP truyền thống + Đònh
tuyến tường minh + Các phần mở rộng
!Sự phát triển của chúng sẽ được thò trường
chứng minh, bởi chúng đều có nhiều ưu và ít
nhược khác nhau.
MPLS
MPLS
!
Tổng quan
!
Các đóng gói nhãn
!
Các giao thức phân bố nhãn
!
Đònh tuyến cơ sở ràng buộc với CR-LDP
!
Kết luận
Đ
Đ
o
o
ù
ù
ng go
ng go
ù
ù
i nha
i nha
õ

õ
n
n
ATM FR Ethernet PPP
Đóng gói MPLS được xác đònh qua nhiều môi
trường. Các nhãn trên cùng có thể sử dụng dạng
thức đang tồn tại, các nhãn thấp hơn có thể sử
dụng dạng nhãn chèn mới.
VPI VCI DLCI
“Shim Label”
L2
Label
“Shim Label” …….
IP | PAYLOAD
Ca
Ca
ù
ù
c l
c l
ớ
ớ
p tuye
p tuye
á
á
n trong MPLS
n trong MPLS
"
MPLS được nhắm đến để hoạt động trên nhiều lớp tuyến

khác nhau
"
Đặc biệt là cho các lớp tuyến đang tồn tại sau:
#
ATM: nhãn được chứa trong trường VCI/VPI của ATM
header
#
Frame Relay: nhãn được chứa trong trường DLCI
trong FR header
#
PPP/LAN: sử dụng nhãn chèn giữa L2 và L3 headers
"
Phiên dòch giữa các loại của lớp tuyến phải được hỗ trợ
MPLS gọi là đa giao thức bởi lý do trên
MPLS gọi là đa giao thức bởi lý do trên
Đ
Đ
o
o
ù
ù
ng go
ng go
ù
ù
i
i
MPLS - ATM
MPLS - ATM
ATM LSR được ràng buộc bởi dạng thức cell của tiêu chuẩn ATM đang tồn tại

ATM LSR được ràng buộc bởi dạng thức cell của tiêu chuẩn ATM đang tồn tại
VPI PT
CLP
HEC
5 Octets
ATM Header
Format
VCI
AAL5 Trailer
•••
Network Layer Header
and Packet (eg. IP)
1
n
AAL 5 PDU Frame (nx48 bytes)
Generic Label Encap.
(PPP/LAN format)
ATM
SAR
ATM Header
ATM Payload
• • •
!
Các nhãn ở đỉnh 1 hoặc 2 được chứa trong các trường VPI/VCI của ATM header
!
- Một nhóm hay một nhãn đơn trong trường kết hợp được thoả thuận bởi
LDP.
!
Các trường khác trong stack được mã hoá dạng header chèn trong PPP/LAN
!

- Ít nhất một nhãn ở đáy để phân biệt với trường hợp
‘
Không rõ ràng
’
!
TTL được chứa trong nhãn đầu của stack uỷ thác cho header ATM (thiếu TTL)
48 Bytes
48 Bytes
Label
LabelOption 1
Option 2
Combined Label
Option 3 LabelATM VPI
(Tunnel)
Đ
Đ
o
o
ù
ù
ng go
ng go
ù
ù
i
i
MPLS - FRAME RELAY
MPLS - FRAME RELAY
•••
n

1
DLCI
C/
R
E
A
DLCI
FE
CN
BE
CN
D
E
E
A
Q.922
Header
Generic Encap.
(PPP/LAN Format)
Layer 3 Header and Packet
DLCI Size = 10, 17, 23 Bits
!
Các giá trò nhãn mang trong trường DLCI của Frame
header Relay.
!
Có thể sử dụng 2 đến 4 octet đòa chỉ Q.922 (10, 17, 23
bytes).
!
Đóng gói tổng quan chứa n nhãn cho stack có độ sâu n:
- Nhãn đỉnh chưa TTL (cho header FR thiếu TTL), giá

trò nhãn
‘
không rõ ràng
’