Tìm hiểu công nghệ MPLS, triển khai chất lượng dịch vụ và.mạng riêng ảo trong mạng MPLS

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
Tel. (84-511) 736 949, Fax. (84-511) 842 771
Website: itf.ud.edu.vn, E-mail:
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ
NGÀNH CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
MÃ NGÀNH : 05115
ĐỀ TÀI :
TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ MPLS – VPN – QoS
Mã số : 06T1 – 013 06T4 – 007
Ngày bảo vệ : 15 – 16/06/2011
SINH VIÊN : Nguyễn Huệ
Nguyễn Phú Duy
LỚP : 06T1 – 06T4
CBHD : Nguyễn Thế Xuân Ly
ĐÀ NẴNG, 06/2011
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Công nghệ Thông tin
cũng như các thầy cô giảng dạy trong trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng
đã truyền đạt những kiến thức quý báu cho tôi trong những năm học vừa
qua.
Đặc biệt tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Thế Xuân Ly đã
tận tình hướng dẫn, động viên và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện
đề tài.
Xin chân thành cảm ơn các anh chị trong Trung Tâm KV2 – Công ty
Mạng Lưới Viettel đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong suốt thời gian
thực tập và làm đề tài tại công ty.
Xin chân thành cám ơn các bạn trong khoa Công nghệ Thông tin đã
ủng hộ, giúp đỡ, chia sẻ kiến thức, kinh nghiệm và tài liệu có được cho tôi
trong quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài.

Một lần nữa xin chân thành cám ơn!
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan :
1 Những nội dung trong luận văn này là do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn
trực tiếp của thầy Nguyễn Thế Xuân Ly.
2 Mọi tham khảo dùng trong luận văn đều được trích dẫn rõ ràng tên
tác giả, tên công trình, thời gian, địa điểm công bố.
3 Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo, hay gian trá,tôi xin
chịu hoàn toàn trách nhiệm.
Sinh viên,
Nguyễn Huệ – Nguyễn Phú Duy
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU.........................................................................................................11
.I Lý do chọn đề tài...........................................................................................................11
.II Mục đích và ý nghĩa của đề tài....................................................................................11
.III Nhiệm vụ thực hiện.....................................................................................................12
.IV Hướng giải quyết........................................................................................................12
.V Nội dung luận văn........................................................................................................12
CƠ SỞ LÝ THUYẾT.....................................................................................13
.I Tổng quan về MPLS......................................................................................................13
.I.1. Định tuyến và chuyển mạch gói truyền thống......................................................13
.I.1.1. Định tuyến IP.....................................................................................................13
.I.1.2. Chuyển mạch ATM............................................................................................14
.I.1.3. Mô hình IP over ATM........................................................................................15
.I.2. Các khái niệm cơ bản trong MPLS.......................................................................16
.I.2.1. Miền MPLS (MPLS Domain)............................................................................16
.I.2.2. Lớp chuyển tiếp tương đương FEC..................................................................17
.I.2.3. Nhãn và ngăn xếp nhãn.....................................................................................17
.I.2.4. Đường chuyển mạch nhãn LSP.........................................................................18
.I.3. Mã hóa nhãn và các chế độ đóng gói nhãn .........................................................18

.I.3.1. Mã hóa ngăn xếp nhãn......................................................................................18
.I.3.2. Chế độ khung (frame mode)..............................................................................19
.I.3.3. Chế độ tế bào (cell mode).................................................................................19
.I.4. Kiến trúc một nút MPLS.......................................................................................21
.I.5. Giao thức phân phối nhãn LDP............................................................................21
.I.5.1. Hoạt động của LDP...........................................................................................22
.I.5.2. Cấu trúc thông điệp LDP..................................................................................23
.I.5.3. Chế độ phân phối nhãn.....................................................................................25
.I.5.4. Chế độ duy trì nhãn...........................................................................................26
.I.5.5. Chế độ điều khiển..............................................................................................27
.I.5.6. Quá trình phân phối nhãn.................................................................................28
.I.6. Phương thức hoạt động của MPLS.......................................................................31
.I.7. Ưu điểm và các ứng dụng của MPLS...................................................................31
.I.7.1. Ưu điểm..............................................................................................................31
.I.7.2. Nhược điểm........................................................................................................32
.I.7.3. Các ứng dụng....................................................................................................32
TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ MPLS VPN VÀ QOS TRONG MẠNG MPLS
.........................................................................................................................33
.I Công nghệ MPLS VPN.................................................................................................33
.I.1. Khái niệm VPN.....................................................................................................33
.I.2. Mô hình VPN.........................................................................................................33
.I.3. So sánh VPN truyền thống và MPLS VPN..........................................................34
.I.3.1. VPN truyền thống..............................................................................................34
.I.3.2. MPLS VPN.........................................................................................................35
.I.4. Mô hình MPLS VPN.............................................................................................36
Mục lục ii
.I.5. Kiến trúc và quá trình vận hành của VPN trong MPLS......................................38
.I.5.1. Quá trình chuyển tiếp định tuyến ảo VRF........................................................38
.I.5.2. Route Distinguisher (RD)..................................................................................39
.I.5.3. Route Target (RT)..............................................................................................40

.I.6. Phân tán tuyến trong mạng MPLS VPN...............................................................41
.I.7. Chuyển tiếp gói tin trong mạng MPLS VPN........................................................42
.II QoS trong mạng MPLS................................................................................................43
.II.1. Mở đầu..................................................................................................................43
.II.2. Định nghĩa QoS....................................................................................................44
.II.3. Một số khái niệm trong QoS...............................................................................44
.II.3.1. Các tham số cơ bản..........................................................................................44
.II.3.2. Cấp độ dịch vụ GoS.........................................................................................44
.II.3.3. Thỏa thuận mức độ dịch vụ SLA......................................................................45
.II.4. Các mô hình QoS.................................................................................................45
.II.5. Mô hình dịch vụ phân biệt DiffServ....................................................................46
.II.5.1. Kiến trúc DiffServ............................................................................................46
.II.5.2. Điểm mã dịch vụ phân biệt DSCP...................................................................47
.II.5.3. Đối xử từng chặng PHB...................................................................................49
.II.5.4. Phân loại và quy định lưu lượng.....................................................................51
.II.5.5. MPLS hỗ trợ DiffServ......................................................................................55
.II.5.6. Các mô hình DiffServ Tunnel trong MPLS.....................................................58
.II.5.7. Thực hiện QoS trong miền MPLS....................................................................60
PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG.........................................................62
.I Phân tích trang web mô phỏng chia sẻ dữ liệu trực tuyến...........................................62
.I.1. Thu thập yêu cầu...................................................................................................62
.I.2. Đặc tả yêu cầu........................................................................................................62
.I.2.1. Các thuật ngữ....................................................................................................62
.I.2.2. Yêu cầu chức năng.......................................................................................62
.I.2.3. Yêu cầu phi chức năng......................................................................................63
.I.3. Xây dựng biểu đồ Use – Case ..............................................................................64
.I.3.1. Nhận dạng tác nhân..........................................................................................64
.I.3.2. Nhận dạng các Use – Case ..............................................................................64
.I.3.3. Xây dựng biểu đồ Use – Case...........................................................................65
.I.4. Mô hình hóa sự tương tác giữa các đối tượng......................................................65

.I.4.1. Biểu đồ hoạt động.............................................................................................65
.I.4.2. Biểu đồ tuần tự..................................................................................................68
.I.5. Thiết kế cơ sở dữ liệu............................................................................................69
.II Phân tích bài mô phỏng chia sẻ dữ liệu qua mạng MPLS .........................................69
.II.1. Phân tích yêu cầu.................................................................................................69
.II.2. Thiết kế mô phỏng...............................................................................................70
.II.3. Các giao thức sử dụng trong bài lab...................................................................70
.II.4. Các phần mềm sử dụng trong bài lab..................................................................70
KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM............................................................................72
.I Kết quả trang web mô phỏng chia sẻ dữ liệu trực tuyến..............................................72
.I.1. Trang chủ...............................................................................................................72
.I.2. Chức năng upload..................................................................................................72
.I.3. Chức năng delete...................................................................................................73
.II Kết quả bài mô phỏng việc triển khai QoS trong mạng MPLS..................................74
Mục lục iii
.II.1. Quy hoạch địa chỉ IP cho các thiết bị..................................................................74
.II.2. Kết quả.................................................................................................................75
KẾT LUẬN.....................................................................................................79
.I Kết quả đạt được...........................................................................................................79
.I.1. Lý thuyết................................................................................................................79
.I.2. Mô phỏng...............................................................................................................79
.II Hạn chế.........................................................................................................................79
.III Hướng phát triển.........................................................................................................79
[1] James Reagan. CCIP MPLS Study Guide. Sybex, 2002, 456 tr..................................1
[2] Eric Osborne, Ajay Simha. Traffic Engineering with MPLS. Cisco Press, 2002, 608 tr.
................................................................................................................................................1
[3] Santiago Alvarez. QoS for IP/MPLS Networks. Cisco Press, 2006, 336 tr................1
[4] John Evans, Clarence Filsfils. Deploying IP and MPLS QoS for Multiservice
Networks: Theory and Practice. Morgan Kaufmann, 2007, 419 tr......................................1
[5] Luc De Ghein. MPLS Fundamentals. Cisco Press, 2007, 608 tr.................................1

[6] Tim Szigeti. End – To – End QoS Network Design. Cisco Press, 2004, 768 tr..........1
[7] Jim Guichard, Ivan Pepelnjak. MPLS and VPN Architectures. Cisco Press, 2000, 448
tr..............................................................................................................................................1
[8] />[9] ......................................................................................................1