BÁO CÁO Đề tài Khái niệm cơ bản MPLS

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
BÁO CÁO
KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH
Đề tài: Khái niệm cơ bản MPLS

GVHD : NGUYỄN DUY NHẬT VIỄN
SVTH : NGUYỄN TRƯỜNG SƠN
LỚP : 13DTLT

2

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
ATM Asynchnorous Tranfer Mode Truyền dẫn không đồng bộ
BGP Border Gateway
Protocol
Giao thức cổng biên
CoS Class of Service Cấp độ dịch vụ
FEC Forwarding Equivalency
Class
Lớp chuyển tiếp
tương đương
IP Internet Protocol Giao thức Internet
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
MPLS Multiprotool Label
Switching

Chuyển mạch nhãn
đa giao thức
TE Traffic Engineering Kĩ thuật điều khiển
lưu lượng
VCI Virtual Channel
Identifier
Định danh kênh ảo
VPI Virtual Packet
Indentifier
Định danh gói ảo
OSPF Open Shortest Path First Giao thức OSPF
RSVP Resource Reservation
Protocol
Giao thức dành sẵn
tài nguyên
Khái niệm cơ bản MPLS Nguyễn Trường Sơn /13DTLT
3

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU 3
CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC MPLS 4
1. Tổng quan chuyển mạch nhãn đa giao thức 4
1.1Giới thiệu 4
1.2.Định tuyến và chuyển mạch gói truyền thống 5
2 Các khái niệm cơ bản trong MPLS 6
2.1. LSR (Label Switching Router) 6
2.2. FEC (Forwarding Equavilency class) 6
2.3. Nhãn (Label) 7
2.4. Tuyến chuyển mạch nhãn (LSPs) 12
2.5. Giao thức phân phối nhãn (LDP) 13

2.6. Kĩ thuật điều khiển lưu lượng 13
2.7. Định tuyến ràng buộc 14
3. Hoạt động của MPLS 14
4. Đường hầm trong MPLS 18
5. Kiến trúc hệ thống giao thức MPLS 19
6. Các ứng dụng của MPLS 20
TÀI LIỆU THAM KHẢO 22
Khái niệm cơ bản MPLS Nguyễn Trường Sơn /13DTLT
4

LỜI MỞ ĐẦU
Để đáp ứng nhu cầu phát triển không ngừng của người sử dụng, nhà cung cấp
dịch vụ cần phải có các thiết bị định tuyến và chuyển mạch tốc độ cao. Mặc dù vậy,
mạng lõi của nhà điều hành và nhà cung cấp dịch vụ thường chạy trên mạng đường
trục ATM, nhưng phần lớn các kết nối tới nhà cung cấp vẫn duy trì tốc độ chuyển
mạch chậm và các kiểu kết nối điểm-điểm, dẫn tới trễ và tắc nghẽn tại các điểm truy
cập biên. Các bộ định tuyến lõi cũng góp phần vào trễ đường đi, vì mỗi bộ định tuyến
phải thực hiện các giải pháp độc lập trên đường tốt nhất để chuyển tiếp gói. Thông
thường IP phải được định tuyến trên ATM bằng việc sử dụng IP qua ATM qua các
kênh ảo hoặc các giao thức trên ATM. Các phương thức chuyển tiếp này đã được
chứng minh là không thuận tiện và phức tạp.
Nhu cầu về một mạng hội tụ với phương thức chuyển tiếp đơn giản, thông
minh mà có các đặc tính quản lý lưu lượng và chất lượng dịch vụ là một nhu cầu cấp
thiết. Tất cả các yêu cầu đó có thể được đáp ứng bởi chuyển mạch nhãn đa giao thức
MPLS, nó không bị hạn chế bởi các giao thức lớp 2 và lớp 3. Cùng với kĩ thuật điều
khiển lưu lượng, MPLS là một giải pháp quan trọng trong việc định tuyến, chuyển
mạch và cung cấp chất lượng dịch vụ để đáp ứng được sự phát triển của các ứng dụng
cũng như các nhu cầu dịch vụ của khách hàng.
Đề tài của em sẽ trình bày những kiến thức cơ bản về công nghệ chuyển mạch
nhãn đa giao thức MPLS và ứng dụng của nó.

Khái niệm cơ bản MPLS Nguyễn Trường Sơn /13DTLT
5

CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC MPLS
(Muti-Protocol Label Switching)
1. Tổng quan chuyển mạch nhãn đa giao thức
1.1Giới thiệu
MPLS là viết tắt của “Muti-Protocol Label Switching”. Thuật ngữ Muti-Protocol
để nhấn mạnh rằng công nghệ này áp dụng cho được tất cả các giao thức lớp mạng chứ
không phải chỉ riêng cho IP. MPLS hoạt động tốt trên bất kì các giao thức lớp liên kết
nào. Đây là một công nghệ lai kết hợp những đặc tính tốt nhất của định tuyến lớp 3
(Layer 3 routing) và chuyển mạch lớp 2 (Layer 2 swithching) (hình 1.1).
Trong mạng chuyển mạch kênh, tính thông minh chủ yếu tập trung ở mạng lõi
(core). Tất cả những thiết bị thông minh đều đặt trong mạng lõi như các tổng đài toll,
transit, MSC…Các thiết bị kém thông minh hơn thì đặt bên trong mạng biên(egde), ví
dụ như các tổng đài nội hay, truy nhập….
Trong mạng gói IP, tính thông minh càng đưa ra biên thì mạng càng hoạt động tốt.
Tất cả các bộ định tuyến đều phải làm hai nhiệm vụ là định tuyến và chuyển mạch. Đây
là ưu điểm nhưng cũng là nhược điểm của IP.
Hình 1.1: MPLS và mô hình tham chiếu OSI
Khái niệm cơ bản MPLS Nguyễn Trường Sơn /13DTLT
6

MPLS được xem như là một công nghệ lớp đệm (shim layer), nó nằm trên lớp 2
những dưới lớp 3 vì vậy đôi khi người ta còn gọi là lớp 2,5 (hình 1.1).
Nguyên lý chung của MPLS là tất cả các gói IP sẽ được gắn nhãn (label) và
chuyển tiếp theo một đường dẫn LSP (Label Switch Path). Các bộ định tuyến trên
đường dẫn chỉ căn cứ vào nội dung của nhãn để thực hiện quyết định chuyển tiếp gói
mà không cần phải kiểm tra tiêu đề IP.
Hình 1.2: So sánh giữa chuyển tiếp IP và chuyển tiếp MPLS

1.2.Định tuyến và chuyển mạch gói truyền thống
Bước phát triển khởi đầu của mạng Internet chỉ quan tâm tới những yêu cầu
truyền dữ liệu qua mạng. Internet chỉ cung cấp các ứng dụng đơn giản như truyền file
hay remote login. Để thực hiện những yêu cầu này , môt định tuyến nền dựa trên phần
mền đơn giản, với giao diện mạng để hỗ trợ mạng đường trục dựa trên T1/E1- hay
T3/E3 đã có là đủ.
Khái niệm cơ bản MPLS Nguyễn Trường Sơn /13DTLT
7

Với những yêu cầu đòi hỏi tốc độ cao và băng thông lớn, các thiết bị có khả năng
chuyển mạch ở lớp 2 ( Lớp liên kết dữ liệu ) và lớp 3 ( Lớp mạng ) ở ngay mức phần
cứng phải được phát triển. Thiết bị chuyển mạch lớp 2 quan tâm đến vấn đề nghẽn
trong mạng con của môi trường mạng cục bộ.
2 Các khái niệm cơ bản trong MPLS
2.1. LSR (Label Switching Router)
 Trong MPLS, các router gọi là router chuyển mạch nhãn LSR.
 Nhiệm vụ LSR:chuyển tiếp các gói tin đã được dán nhãn
 LSR biên (còn gọi là LER: Label Edge Router) cung cấp giao tiếp giữa mạng IP
với LSP
Hình 2.1 : Vị trí của LSR và LER trong mạng MPLS
2.2. FEC (Forwarding Equavilency class)
FEC: biểu diễn một nhóm các gói chia sẻ những yêu cầu như nhau về việc truyền
tải. Trong FEC, tất cả các gói được đối xử như nhau bởi router. Trong MPLS viêc gán
một nhãn nhất định cho một FEC nhất định chỉ được thực hiện một lần khi gói vào
mạng.
Khái niệm cơ bản MPLS Nguyễn Trường Sơn /13DTLT
8

Hình 2.2 : Lớp chuyển tiếp tương đương FEC trong mạng MPLS
2.3. Nhãn (Label)

Là một bộ phận nhận dạng gói tin có độ dài ngắn nhất định, mang ý nghĩa cục bộ
để nhận dạng một FEC. Nhãn được gắn lên một gói tin để báo lên cho LSR biết gói này
cần đi đâu.
Một nhãn, dạng đơn giản nhất, phân biệt con đường một gói sẽ đi. Nhãn được
mang hoặc đóng gói ở tiêu đề lớp 2 của gói. Bộ định tuyến nhận được sẽ kiểm tra nội
dung nhãn của gói để xác định chặng kế tiếp. Khi một gói được gán nhãn , cuộc hành
trình của gói qua mạng đường trục sẽ dựa trên chuyển mạch nhãn. Giá trị của nhãn chỉ
có giá trị địa phương, nghĩa là chỉ gắn liền với chặng giữa các LSR.
Một khi một gói được xếp vào một FEC đã có hay mới, thì nhãn sẽ được gán cho
gói. Giá trị nhãn được lấy từ lớp liên kết dữ liệu. Với lớp liên kết dữ liệu ( như Frame
Relay hay ATM), định danh lớp 2, như DLCI trong trường hợp mạng Frame Relay hay
VPIs/VCIs trong trường hợp mạng ATM có thể được sử dụng trực tiếp như nhãn. Các
gói được chuyển dựa trên giá trị nhãn.
Nhãn được ràng buộc tới một FEC theo một vài sự kiện hoặc một vài cách thức
chỉ ra sự cần thiết đối với sự ràng buộc.Những sự kiện có thể là ràng buộc data-driven
hay ràng buộc control-driven.
Khái niệm cơ bản MPLS Nguyễn Trường Sơn /13DTLT
9

Gán nhãn có thể được quyết định dựa trên cơ sở tiêu chuẩn chuyển tiếp như:
o Định tuyến đơn hướng
o Công nghệ điều khiển lưu lượng (TE)
o Multicast
o Chất lượng dịch vụ (QoS)
Định dạng thông thường của nhãn được cho như hình 2.3. Nhãn có thể được
nhúng trong tiêu đề của lớp liên kết dữ liệu ( ATM VCI/VPI như hình 2.4 và Frame
Relay DLCI như hình 2.5) hoặc được chèn vào ( giữa tiêu đề lớp 2 và tiêu đề lớp 3 như
trong hình 2.6)
Hình 2.3: Định dạng chung của nhãn MPLS
Hình 2.4: ATM với lớp liên kết dữ liệu

Khái niệm cơ bản MPLS Nguyễn Trường Sơn /13DTLT
10

Hình 2.5: Frame Relay với lớp liên kết dữ liệu
Hình 2.6: Nhãn được chèn vào giữa lớp 2 và lớp 3
2.3.1. Tạo nhãn
Có một vài phương pháp để tạo nhãn:
o Phương pháp dựa trên giao thức ( topology-base method) sử dụng quá trình của
các giao thức định tuyến ( như OSPF và BGP).
o Phương pháp dựa trên yêu cầu (Request-base method) sử dụng quá trình yêu
cầu dựa trên điều khiển lưu lượng.
o Phương pháp dựa trên lưu lượng (Traffic-base method) sử dụng một gói đểkích
hoạt sự gán và phân phối nhãn.
Khái niệm cơ bản MPLS Nguyễn Trường Sơn /13DTLT
11

Phương pháp dựa trên giao thức và dựa trên yêu cầu là ví dụ của ràng buộc nhãn
control-driven, trong khi phương pháp dựa trên lưu lượng là ví dụ của ràng buộc data-
driven .
2.3.2. Phân phối nhãn
Kiến trúc MPLS không giao chỉ một phương pháp báo hiệu cho việc phân phối
nhãn. Các giao thức định tuyến đang tồn tại, như BGP đã được nâng cao để có thể
“cõng” thông tin nhãn trong nội dung của giao thức. RSVP cũng đã được mở rộng để
hỗ trợ chuyển giao nhãn. IETF đã định nghĩa một giao thức mới gọi là giao thức phân
phối nhãn (LDP) để thực hiện báo hiệu và quản lý không gian nhãn. Mở rộng dựa trên
cơ sở giao thức LDP có thể hỗ trợ thực hiện định tuyến dựa trên các yêu cầu QoS và
CoS. Sự mở rộng này tạo ra giao thức CR-LDP.
2.3.3. Không gian nhãn
Nhãn được sử dụng bởi một LSR cho ràng buộc nhãn-FEC có thể được phân chia
như sau:

o per platform : Giá trị nhãn là độc nhất qua toàn bộ LSR. Nhãn được cấp phát từ
một quỹ chung. Không có hai nhãn trên hai giao diện khác nhau có cung giá trị.
o per interface : Phạm vi của nhãn kết hợp với giao diện. Những quỹ nhãn được
định nghĩa cho mỗi giao diện, và các nhãn được cung cấp ở những giao diện đó
được cấp phát từ những quỹ tách biệt. Giá trị nhãn ở các giao diện khác nhau có
thể giống nhau.
2.3.4. Kết hợp nhãn
Luồng đầu vào của lưu lượng từ các giao diện khác nhau có thể được kết hợp lại
với nhau và thực hiện chuyển mạch dựa trên một nhãn chung nếu nó được truyền qua
mạng tới cùng đích cuối cùng.
Khái niệm cơ bản MPLS Nguyễn Trường Sơn /13DTLT
12

Nếu mạng truyền tải lớp dưới là mạng ATM, các LSR có thể thực hiện việc kết hợp VP
và VC.
2.3.5. Cầm giữ nhãn
MPLS định nghĩa cách đối xử với ràng buộc nhãn nhận được từ các LSR mà
không có chặng tiếp với một FEC đã cho. Có hai mode được định nghĩa:
o Conservative : Trong mode này, ràng buộc giữa nhãn và FEC nhận được từ
các LSR mà không có chặng tiếp với một FEC đã cho sẽ bị bỏ. Mode này
yêu cầu các LSR duy trì ít nhãn hơn. Đây là mode được khuyến cáo cho
ATM-LSRs
o Liberal : Trong mode này, ràng buộc giữa nhãn và FEC nhận được từ các
LSR mà không có chặng tiếp với một FEC đã cho được giữ lại. Mode này
đòi hỏi thích ứng nhanh hơn với sự thay đổi topo mạng và cho phép chuyển
lưu lượng tới các LSP khác trong trường hợp thay đổi.
2.3.6. Điều khiển nhãn.
MPLS định nghĩa các mode cho việc phân phối nhãn tới các LSR bên cạnh
o Độc lập (Independent) : Trong mode này, một LSR nhận một FEC nào đó và
quyết định ràng buộc một nhãn tới một FEC độc lập với với sự phân phối ràng

buộc. FEC mới được nhận ra khi nào tuyến mới trở nên xác định đối với router.
o Thứ tự (Ordered) : Trong mode này, một LSR ràng buộc một nhãn tới một FEC
nào đó khi và chỉ khi nó là router phía biên vào hay nó nhận một ràng buộc nhãn
với FEC từ LSR chặng tiếp theo. Mode này được khuyến cáo dùng cho ATM-
LSR.
Khái niệm cơ bản MPLS Nguyễn Trường Sơn /13DTLT
13

2.3.7. Quá trình báo hiệu
o Yêu cầu nhãn : Sử dụng quá trình này, LSR yêu cầu nhãn từ luồng xuống
cạnh nó vì thế nó có thể ràng buộc tới một FEC nhất định. Quá trình này có
thể được giao xuống cho một chuỗi các LSR cho tới khi tới LER biên ra.
o Ánh xạ nhãn : Để đáp ứng lại yêu cầu nhãn, luồng xuống LSR sẽ gửi một
nhãn tới khởi đầu luồng lên sử dụng quá trình ánh xạ nhãn.
Hình 2.7 : Quá trình báo hiệu
2.3.8. Ngăn xếp nhãn.
Quá trình ngăn xếp nhãn cho phép hoạt động một cách phân cấp trong miền
MPLS. Nó cho phép MPLS được sử dụng đồng thời cho việc định tuyến ở mức nhân
(ví dụ giữa các router riêng biệt trong một ISP và ở mức domain-by-domain cao hơn).
Mỗi mức trong ngăn xếp nhãn gắn liền với mức phân cấp nào đó. Nó tạo điều kiện
thuận lợi cho chế độ đường hầm trong MPLS.
2.4. Tuyến chuyển mạch nhãn (LSPs)
Tập hợp các thiết bị MPLS biểu diễn một miền MPLS. Trong miền MPLS, một
tuyến được tạo cho một gói có sẵn dựa trên một FEC. LSP được thiết lập theo chu kì để
truyền dữ liệu. MPLS cung cấp 2 tùy chọn cho việc thiết lập một LSP
o Định tuyến chặng tiếp chặng (hop-by-hop): Mỗi LSR chọn chặng tiếp theo
một cách độc lập với một FEC đã cho. Phương pháp này tương tự như
Khái niệm cơ bản MPLS Nguyễn Trường Sơn /13DTLT
14

phương pháp đang được sử dụng trong mạng IP. LSR sử dụng bất kì giao
thức định tuyến nào như OSPF, PNNI…
o Định tuyến hiện (explicit routing) : Định tuyến hiện tương tự như định tuyến
nguồn. LSR đầu vào sẽ quyết định các danh sách các node mà ER-LSR
qua.Con đường được chọn có thể không tối ưu. Dọc theo tuyến, các tài nguyên
có thể được phục vụ để đảm bảo QoS với lưu lượng dữ liệu. Cách này dễ dàng
điều khiển lưu lượng qua mạng, và các dịch vụ khác có thể được cung cấp sử
dụng các luồng dựa trên các điều kiện hay phương pháp quản lý mạng.
LSP được thiết lập với FEC chỉ theo một chiều. Lưu lượng trở lại phải do LSP
khác.
2.5. Giao thức phân phối nhãn (LDP)
LDP là một giao thức mới cho việc phân phối thông tin ràng buộc nhãn tới các
LSR trong mạng MPLS. Nó được sử dụng để ánh xạ các FEC tới nhãn, tạo các LSP.
Các phiên LDP được thiết lập giữa các LDP ngang hàng trong mạng MPLS (không
nhất thiết kề nhau). Các LDP ngang hàng trao đổi các loại thông báo LDP sau :
o Discovery message : Thông báo và duy trì sự có mặt của một LSR trong mạng
o Session message : Thiết lập, duy trì, kết thúc phiên giữa các LDP ngang hàng
o Advertisement message : Tạo, thay đổi, và xoá ánh xạ nhãn cho các FEC.
o Notification message : Cung cấp thông tin tham khảo và thông tin báo hiệu
lỗi.
2.6. Kĩ thuật điều khiển lưu lượng
Kĩ thuật điều khiển lưu lượng là một quá trình nâng cao, tận dụng toàn bộ khả
năng của mạng bằng cách cố gắng tạo một sự đồng đều hoặc phân bố thông lượng lưu
lượng khác nhau qua mạng. Một kết quả quan trọng của quá trình này là tránh được tắc
nghẽn ở bất kì tuyến nào. Một chú ý quan trọng là điều khiển lưu lượng không nhất
thiết phải chọn con đường ngắn nhất giữa hai thiết bị. Có thể với hai luồng tải các gói
dữ liệu, các gói có thể theo những con đường khác nhau thậm chí qua điểm gốc của
chúng và điểm đích cuối cùng là như nhau. Theo cách này các phân đoạn mạng ít
sửdụng hay ít biết tới có thể được sử dụng và có thể cung cấp các dịch vụ khác nhau.
Khái niệm cơ bản MPLS Nguyễn Trường Sơn /13DTLT

15

2.7. Định tuyến ràng buộc
Định tuyến ràng buộc mang thêm một vài tham số, như đặc tính tuyến (băng
thông, trễ ) và QoS. Các LSP được thiết lập có thể là CR-LSP, nơi mà ràng buộc có thể
là các chặng hiện hay các yêu cầu QoS. Tuyến hiện chỉ định các tuyến, hàng đợi, hay
các quá trình sắp xếp phải được chiếm dụng cho luồng.
Khi sử dụng CR, rõ ràng rằng tuyến dài hơn ( trong phạm trù giá cả) nhưng chọn
được tuyến ít tải hơn. Tuy nhiên, trong khi CR tăng được sự tận dụng mạng thì nó thêm
sự phức tạp trong tính toán định tuyến, khi mà tuyến được chọn phải thoả mãncác yêu
cầu về QoS của LSP. CR có thể được sử dụng ở điểm tiếp giáp với MPLS để thiết lập
các LSP. IETF đã định nghĩa một thành phần CR-LDP để phù hợp với định tuyến ràng
buộc.
3. Hoạt động của MPLS
Hình 3.1 : Tạo LSP và chuyển tiếp gói tin qua miền MPLS
Phải tiến hành những bước sau đây để có thể truyền gói tin quan miền MPLS
o Tạo nhãn và phân phối
o Tạo bảng ở mỗi router
o Tạo LSP
Khái niệm cơ bản MPLS Nguyễn Trường Sơn /13DTLT
16

o Chèn nhãn/ tìm kiếm bảng
o Chuyển tiếp gói
Nguồn gửi dữ liệu của nó tới đích. Trong miền MPLS, không phải tất cả các
nguồn lưu lượng phải nhất thiết truyền qua cùng một đường. Phụ thuộc vào đặc tính
lưu lượng, các LSP khác nhau có thể được tạo ra cho các gói với các yêu cầu cấp độ
dịch vụ khác nhau
Bảng 1 biểu diễn từng bước hoạt động của mạng MPLS xảy ra khi có gói dữ liệu
trong miền MPLS

Bảng1: Các bước hoạt động
Hoạt động MPLS Mô tả
Tạo nhãn và phân phối nhãn Trước khi bắt đầu truyền bất cứ lưu
lượng nào, router tạo quyết định ràng
buộc nhãn với một FEC nhất định và
xây dựng bảng của nó
Trong LDP, luồng xuống router khởi
phát sự phân bố nhãn và ràng buộc
FEC/nhãn
Ngoài ra, các đặc tính liên quan tới
lưu lượng và khả năng MPLS được
dàn xếp sử dụng LDP
Một giao thức truyền tải tin cậy và
trật tự được sử dụng để làm giao thức
báo hiệu. LDP sử dụng TCP
Tạo bảng Khi nhận được ràng buộc nhãn, mỗi
LSRs tạo các đầu vào trong bảng cơ
sở dữ liệu nhãn (LIB)
Nội dung của bảng sẽ xác định ánh xạ
giữa nhãn và FEC
Ánh xạ giữa port lối vào và bảng nhãn
Khái niệm cơ bản MPLS Nguyễn Trường Sơn /13DTLT
17

đầu vào tới port lối ra và bảng nhãn
đầu ra
Các lối vào được cập nhật bất cứ khi
nào nhận ra có ràng buộc nhãn xảy ra
Tạo tuyến chuyển mạch nhãn Như đường đứt đoạn trong hình 3.1,
các LSP được tạo theo hướng ngược

lại với sự tạo thành các lối vào trong
LIB
Chèn nhãn/tìm kiếm bảng Router đầu tiên (LER1 trong hình 3.1)
sử dụng bảng LIB để tìm chặng tiếp
theo và yêu cầu nhãn với một FEC
nhất định
Chuỗi router con sử dụng nhãn để tìm
chặng tiếp theo
Khi một gói tới LSR biên lối ra
(LSR4), nhãn sẽ bị bỏ và gói được
cấp tới đích
Chuyển tiếp gói Từ hình 3.1 chúng ta hãy xem con
đường của một gói khi nó đi tới đích
từ LSR1, LSR biên lối vào, tới LSR4,
LSR biên lối ra
LER1 có thể không có bất kì nhãn nào
cho gói này khi xảy ra yêu cầu này
lần đầu tiên. Trong mạng IP, nó sẽ tìm
địa chỉ dài nhất để tìm các bước tiếp
theo. LSR1 là bước tiếp theo của
LER1.
LER1 sẽ khởi phát các yêu cầu nhãn
tới LSR1.
Yêu cầu này sẽ được phát trên toàn
mạng như hình 3.1. LDP sẽ xác định
đường dẫn ảo đảm bảo QoS, CoS.
Mỗi bộ định tuyến trung gian LSR2
Khái niệm cơ bản MPLS Nguyễn Trường Sơn /13DTLT
18

và LSR3 sẽ nhận gói tin gán nhãn
thay đổi nhãn và truyền đi.
Gói tin đến LER4, loại bỏ nhãn vì gói
ra khỏi miền hoạt động của MPLS và
phân phát tới đích. Đường truyền gói
tin được chỉ ra trong hình 7
Bảng 2 : Ví dụ bảng LIB
Cổng vào Nhãn cổng
vào
Cổng ra Nhãn cổng
ra
1 3 3 6
2 9 1 7
Xem xét ví dụ về 2 luồng gói tin vào một miền MPLS:
o Một luồng gói tin là sự trao đổi dữ liệu theo quy tắc giữa các server (ví dụFTP-
file transfer protocol ).
o Một luồng gói tin khác là luồng video chất lượng cao yêu cầu các kỹ thuật lưu
lượng QoS.
o Các luồng gói tin này được phân ra thành 2 FEC riêng biệt tại LSR lối vào.
o Các nhãn tương ứng được kết hợp với luồng gói tin lần lượt là 3 và 9 một cách
tương ứng
o Các cổng vào tại LSR là 1 và 2.
o Giao diện lối ra cùng đáp ứng lần lượt là 3 và 1.
o Ánh xạ nhãn được thực hiện, các nhãn trước đó lần lượt được trao đổi cho 6
và 7.
Khái niệm cơ bản MPLS Nguyễn Trường Sơn /13DTLT
19

4. Đường hầm trong MPLS
Đặc tính duy nhất của MPLS là có thể điều khiển toàn bộ đường truyền gói tin mà

không cần xác định cụ thể các bộ định tuyến trung gian. Điều đó được tạo ra bởi các
đường hầm thông qua các bộ định tuyến trung gian có thể cách nhiều đoạn. Khái niệm
này được sử dụng trong VPN dựa trên MPLS. Khảo sát hình 8. Các LER (LER1,
LER2, LER3 và LER4) tất cả sử dụng BGP và tạo LSP giữa chúng (LSP1). LER1
thông báo bước tiếp theo là LER2 khi nó đang truyền dữ liệu nguồn phải đi qua hai
phần của mạng. Cũng vậy, LER2 thông báo bước tiếp theo là LER3 và v.v… Các LER
này sẽ sử dụng giao thức BGP để nhận và lưu trữ nhãn từ LER egress (LER4 trong dự
đoán đích) theo toàn bộ đường đi tới LER lối vào (LER1).
Tuy nhiên, để LER1 gửi dữ liệu đến LER2 nó phải đi qua một vài LSR (trong
trường hợp này là ba). Do vậy, một LSP riêng được tạo ra giữa hai LER (LER1 và
LER2) qua LSR1, LSR2 và LSR3. Điều này thể hiện đường hầm giữa hai LER. Nhãn
trong đường này khác nhãn các LER tạo cho đường truyền LSP1. Điều đó đúng cho cả
LER3 và LER4 cũng như các LSR giữa chúng. Trong phần này có đường truyền LSP3.
Để có cấu trúc này, khi gói tin truyền qua hai phần mạng , các khái niệm ngăn xếp
nhãn được sử dụng. Khi truyền qua LSP1, LSP2 và LSP3, gói tin sẽ mang hai nhãn
hoàn chỉnh cùng lúc. Hai nhãn được sử dụng cho mỗi phần là (1) phần đầu tiên – nhãn
cho LSP1 và LSP2 và (2) phần thứ hai – nhãn cho LSP1 và LSP3.
Khi các LER3 nhận các gói tin tồn tại trong mạng đầu tiên, các gói tin sẽ loại bỏ
nhãn của LSP2 và thay bằng nhãn LSP3 trong khi quá trình trao đổi nhãn LSP1 bên
trong gói tin với nhãn của đường đi tiếp theo. LER4 sẽ loại bỏ cả hai nhãn trước khi
gửi gói tin đến đích.
Khái niệm cơ bản MPLS Nguyễn Trường Sơn /13DTLT
20

Hình 4.1: Đường hầm trong MPLS
5. Kiến trúc hệ thống giao thức MPLS
Thành phần MPLS lõi có thể chia thành các phần sau:
o Giao thức định tuyến lớp mạng (IP)
o Biên chuyển tiếp lớp mạng
o Chuyển mạch dựa trên nhãn mạng lõi

o Độ chi tiết và lược đồ nhãn
o Giao thức báo hiệu cho phân phối nhãn
o Điều khiển lưu lượng
o Khả năng tương thích với các loại chuyển tiếp lớp 2 khác nhau (ATM,
Frame Relay, PPP)
Hình 5.1 miêu tả các giao thức có thể sử dụng trong hoạt động MPLS. Phương
thức định tuyến có thể là bất kỳ một trong các giao thức phổ biến. Phụ thuộc vào môi
trường hoạt động, các giao thức định tuyến có thể là OSPF, BGP, hay PNNI của ATM,
v.v… Module LDP tận dụng giao thức điều khiển truyền tin (TCP) để đảm bảo quá
Khái niệm cơ bản MPLS Nguyễn Trường Sơn /13DTLT
21

trình truyền dữ liệu điều khiển từ một LSR đến LSR khác trong suốt một phiên. LDP
cũng duy trì LIB. LDP sử dụng giao thức UDP trong suốt giai đoạn vận hành tìm kiếm
của nó. Trong trường hợp này, LSR cố gắng xác định các phần tử lân cận và đồng thời
báo hiệu sự có mặt của chúng trong mạng. Điều này được thực hiện thông qua một trao
đổi các gói tin hello.
IP Fwd là phương thức chuyển tuyến lớp IP để tìm đường tiếp theo bằng cách
khớp địa chỉ dài nhất trong bảng của chúng. Với MPLS, điều này được thực hiện bởi
các LER. MPLS Fwd là phương thức chuyển tiếp để kết nối một nhãn với một cổng lối
ra cho các gói tin. Các lớp với miêu tả trong hình hộp với đường nét đứt có thể thực
hiện bằng phần cứng tạo nên hoạt động nhanh và hiệu quả.
Hình 5.1: Hệ thống giao thức MPLS
6. Các ứng dụng của MPLS
MPLS quan tâm một cách có hiệu quản các đòi hỏi của mạng đường trục ngày
nay bằng cách cung cấp giải pháp chuẩn cơ sở thực hiện những mục đích sau:
o Cải thiện chức năng chuyển tiếp gói trong mạng
 MPLS tăng cường và đơn giản hoá chuyển tiếp gói qua router sử dụng mô
hình chuyển mạch lớp 2
Khái niệm cơ bản MPLS Nguyễn Trường Sơn /13DTLT

22

 MPLS đơn giản, cho phép triển khai một cách dễ dàng
 MPLS tăng chức năng mạng bởi vì nó cho phép việc định tuyến bởi
chuyển mạch ở tốc độ đường dây
o Hỗ trợ QoS và CoS với các dịch vụ khác nhau
 MPLS sử dụng thiết lập tuyến có điều khiển lưu lượng và giúp đạt được
các mức dịch vụ đảm bảo
 MPLS kết hợp thiết lập tuyến ràng buộc và lập tuyến hiện
o Hỗ trợ sự linh hoạt của mạng
 MPLS có thể được sử dụng để tránh vấn đề chồng phủ N2 kết hợp với
mạng lưới IP-ATM
o Tích hợp IP và ATM vào mạng
 MPLS cung cấp cầu nối giữa mạng truy cập IP và lõi ATM
 MPLS có thể sử dụng lại các chuyển mạch cứng/ router có sẵn của ATM,
kết hợp một cách có hiệu quả hai mạng riêng biệt
o Xây dựng khả năng vận hành liên mạng
 MPLS là một giải pháp chuẩn mà có thể đạt được sự hợp lực giữa mạng IP
và ATM
 MPLS làm cho IP dễ dàng kết hợp qua SONET tích hợp chuyển mạch
quang
 MPLS giúp xây dựng các mạng VPN mềm dẻo với khả năng điều khiển
lưu lượng
Khái niệm cơ bản MPLS Nguyễn Trường Sơn /13DTLT
23

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Nguyễn Duy Nhật Viễn, “ Kỹ thuật chuyển mạch trong mạng diện rộng”
[2] Nguyễn Tiến Ban, “ Công nghệ MPLS”
[3] Trần Công Hùng, “ Chuyễn mạch nhãn đa giao thức MPLS”

Khái niệm cơ bản MPLS Nguyễn Trường Sơn /13DTLT