NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP BẢO VỆ KHÔI PHỤC TUYẾN VÀ TRIỂN KHAI ĐA DỊCH VỤ TRÊN MẠNG IPMPLS
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (150.74 KB, 13 trang )
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được
ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
MỤC LỤC
TRANG PHỤ BÌA
LỜI CAM ĐOAN
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC HÌNH
MỞ ĐẦU....................................................................................................................1
Chương 1 - KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH NHÃN MPLS VÀ CƠ CHẾ BẢO VỆ
KHÔI PHỤC
1.1. Giới thiệu chương..........................................................................................4
1.2. Tổng quan về MPLS......................................................................................4
1.2.1. Giới thiệu kỹ thuật chuyển mạch nhãn MPLS......................................4
1.2.2. MPLS và mô hình tham chiếu OSI...................................................5
1.2.3. Các khái niệm cơ bản trong MPLS...................................................6
1.2.4. Mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng dữ liệu....................................9
1.3. Kỹ thuật lưu lượng trong MPLS....................................................................10
1.3.1. Kỹ thuật lưu lượng là gì........................................................................10
1.3.2. Trung kế lưu lượng trong MPLS..........................................................10
1.3.2.1. Khái niệm...................................................................................10
1.3.2.2. Các hoạt động cơ bản của trung kế lưu lượng...........................11
1.3.2.3. Các thuộc tính của trung kế lưu lượng.......................................12
1.3.3. Các phương pháp định tuyến lưu lượng trong MPLS..........................14
1.3.3.1. Yêu cầu đối với các thuật toán định tuyến..................................14
1.3.3.2. Định tuyến dựa trên chất lượng dịch vụ QoS.............................15
1.3.3.3. Định tuyến dựa trên lưu lượng...................................................15
1.4. Bảo vệ và khôi phục tuyến trong MPLS........................................................16
1.4.1. Phát hiện lỗi..........................................................................................16
1.4.2. Các thuật ngữ sử dụng trong bảo vệ khôi phục tuyến..........................17
1.4.3. Phân loại các cơ chế bảo vệ và khôi phục...........................................18
1.4.3.1. Sửa chữa toàn cục và sửa chữa cục bộ....................................18
1.4.3.2. Tái định tuyến và chuyển mạch bảo vệ.......................................20
1.4.4. Các mô hình bảo vệ và khôi phục trong MPLS....................................20
1.4.4.1. Mô hình Makam........................................................................20
1.4.4.2 Mô hình Haskin...........................................................................21
1.4.4.3. Mô hình Hundessa.....................................................................22
1.4.4.4. Mô hình Simple Dynamic.............................................................22
1.4.4.5. Mô hình Shortest Dynamic...........................................................23
1.4.4.6. Tái định tuyến nhanh....................................................................24
1.5. Kết luận chương.............................................................................................28
Chương 2 - CÁC KỸ THUẬT TRIỂN KHAI DỊCH VỤ TRÊN NỀN IP/MPLS
2.1. Giới thiệu chương..........................................................................................29
2.2. Mạng riêng ảo VPN/MPLS...........................................................................29
2.2.1. Khái niệm mạng riêng ảo VPN.............................................................29
2.2.2. Phân loại các mô hình VPN..................................................................30
2.2.2.1. Mô hình chồng lấp.....................................................................30
2.2.2.2. Mô hình ngang hàng..................................................................31
2.2.3. Mạng riêng ảo VPN/MPLS...................................................................31
2.2.3.1. Các khái niệm và thuật ngữ trong VPN/MPLS............................32
2.2.3.2. Các kỹ thuật trong VPN/MPLS....................................................33
2.2.3.3. Xử lý thông tin định tuyến trong VPN/MPLS...............................34
2.2.3.4. Quá trình chuyển tiếp gói tin trong VPN/MPLS..........................35
2.2.3.5. Mặt phẳng điều khiển và dữ liệu trong VPN/MPLS....................36
2.3. Kỹ thuật multicast trên nền IP/MPLS............................................................37
2.3.1. Giới thiệu về multicast..........................................................................37
2.3.2. Địa chỉ multicast...................................................................................38
2.3.3. Chuyển tiếp lưu lượng multicast...........................................................39
2.3.3.1. Cây nguồn.....................................................................................39
2.3.3.2. Cây chia sẻ....................................................................................40
2.3.4. Định tuyến IP Multicast........................................................................41
2.3.4.1. Giao thức định tuyến multicast DVMRP......................................42
2.3.4.2. Giao thức định tuyến multicast PIM-DM.....................................44
2.3.4.3. Giao thức định tuyến multicast PIM-SM......................................46
2.3.5. Giao thức quản lý nhóm internet IGMP...............................................49
2.3.5.1. IGMP phiên bản 1........................................................................49
2.3.5.2. IGMP phiên bản 2........................................................................50
2.3.5.3. IGMP phiên bản 3........................................................................50
2.3.6. Truyền tải lưu lượng multicast trong miền MPLS...............................51
2.3.6.1. Kiến trúc mặt phẳng chuyển tiếp..................................................51
2.3.6.2. Kiến trúc mặt phẳng điều khiển...................................................53
2.4. Kết luận chương.............................................................................................57
Chương 3 - TRIỂN KHAI ĐA DỊCH VỤ TRÊN MẠNG VN2 CỦA CÔNG TY VTN
3.1. Giới thiệu chương..........................................................................................58
3.2. Kiến trúc mạng VN2......................................................................................58
3.2.1. Kiến trúc mạng vật lý............................................................................58
3.2.2. Kiến trúc mạng logic.............................................................................60
3.2.2.1. Địa chỉ IP và cách đặt tên..........................................................60
3.2.2.2. Các giao thức điều khiển trong mạng VN2..............................61
3.3. Triển khai đa dịch vụ trên mạng VN2...........................................................63
3.3.1. Dịch vụ mạng riêng ảo lớp 2 L2VPN...................................................63
3.3.1.1. Dịch vụ kênh thuê riêng ảo VLL.................................................63
3.3.1.2. Dịch vụ kênh thuê riêng ảo VPLS..............................................64
3.3.2. Dịch vụ mạng riêng ảo lớp 3 VPRN.....................................................65
3.3.3. Dịch vụ truy cập internet HSI...............................................................66
3.3.4. Dịch vụ truyền hình quảng bá IPTV.....................................................68
3.4. Kết luận chương.............................................................................................69
Chương 4 - ĐỀ XUẤT, THỬ NGHIỆM VÀ TRIỂN KHAI CƠ CHẾ BẢO VỆ
KHÔI PHỤC TRÊN MẠNG VN2 KHU VỰC ĐÀ NẴNG
4.1. Giới thiệu chương..........................................................................................71
4.2. Tính cấp thiết của việc bảo vệ lưu lượng khu vực Đà Nẵng........................71
4.2.1. Cấu hình mạng lõi IP/MPLS khu vực Đà Nẵng...................................71
4.2.2. Đánh giá các khả năng gây mất lưu lượng..........................................73
4.3. Thử nghiệm kỹ thuật bảo vệ khôi phục trên mạng VN2 tại Đà Nẵng..........75
4.3.1. Đề xuất giải pháp bảo vệ khôi phục tuyến...........................................75
4.3.2. Khai báo cấu hình Fast Reroute...........................................................75
4.3.3. Kiểm tra thiết lập LSP bảo vệ sau khi cấu hình Fast Reroute.............80
4.4. Đo kiểm thời gian ngắt dịch vụ sau khi triển khai Fast Reroute..................82
4.4.1. Giới thiệu bài đo...................................................................................82
4.4.2. Cấu hình dịch vụ VPRN trên PE1, PE2 Đà Nẵng................................83
4.4.3. Cấu hình máy đo X16............................................................................85
4.4.4. Phát lưu lượng và kiểm tra thời gian ngắt dịch vụ..............................87
4.5. Kết luận chương.............................................................................................89
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ....................................................................................90
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO).
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
1. Danh mục các ký hiệu
Downstream LSR Router chuyển mạch nhãn đóng vai trò nhận dữ liệu
Egress LER
Router biên đóng vai trò ngõ ra của một đường chuyển mạch nhãn
FIS
Báo hiệu chỉ thị lỗi khi có sự cố kết nối hoặc nút trong miền MPLS
Graft
Thông điệp yêu cầu nhận dữ liệu multicast
Graft-Ack
Thông điệp dùng để xác nhận việc ghép nhánh multicast
If
Chỉ thị một giao tiếp
Ingress LER
Router biên đóng vai trò ngõ vào của một đường chuyển mạch nhãn
Metric
Giá trị để các giao thức định tuyến sử dụng tính toán tuyến tối ưu
Mrouter
Chỉ thị các router tham gia vào quá trình xử lý định tuyến multicast
Prune
Thông điệp dùng để thông báo cắt nhánh multicast
Rd
Chỉ thị Downstream LSR
Router
Thiết bị xử lý chuyển mạch và định tuyến
RSVP Path
Bản tin báo hiệu được gửi từ điểm đầu đến điểm cuối của một LSP
RSVP Resv
Bản tin báo hiệu từ điểm cuối quay lại điểm đầu của một LSP
Ru
Chỉ thị Upstream LSR
Upstream LSR
Router chuyển mạch nhãn đóng vai trò gửi dữ liệu
VN1
Tên viết tắt mạng IP/MPLS mặt phẳng 1 của công ty VTN
VN2
Tên viết tắt mạng IP/MPLS mặt phẳng 2 của công ty VTN
(S, G)
Chỉ thị cây multicast có nguồn là S và đích là một nhóm G
(*, G)
Chỉ thị cây multicast có nguồn là tất cả và đích là một nhóm G
2. Danh mục các chữ viết tắt
AAA
Authentication, Authorization and Accounting
AS
Autonomous System
ASBR
Autonomous System Boundary Router
ASR
Autonomous System Router
ATM
Asynchronous Transfer Mode
BGP
Border Gateway Protocol
BLSR
Bidirectional Line Switched Ring
BRAS
Broadband Remote Access Server
CBT
Core Based Trees
CE Router
Customer Edge Router
CR-LDP
Constraint - Based Routing Label Distribution Protocol
DHCP
Dynamic Host Configuration Protocol
DR
Designated Router
DVMRP
Distance Vector Multicast Routing Protocol
EBGP
Exterior Border Gateway Protocol
EGP
Exterior Gateway Protocol
ERO
Explicit Route Object
FDDI
Fiber Distributed Data Interface
FEC
Forwarding Equivalence Class
FIB
Forwarding Information Base
FIS
Fault Indication Signal
FRR
Fast Reroute
FRS
Fault Recovery Signal
FTP
File Transfer Protocol
GE
Gigabit Ethernet
HSI
High Speed Internet
IBGP
Interior Border Gateway Protocol
IGMP
Internet Group Management Protocol
IGMPv1
Internet Group Management Protocol Version 1
IGMPv2
Internet Group Management Protocol Version 2
IGMPv3
Internet Group Management Protocol Version 3
IGP
Interior Gateway Protocol
IMS
IP Multimedia Subsystem
IP
Internet Protocol
IPX
Internetwork Packet Exchange
IPTV
Internet Protocol Television
IS-IS
Intermediate System To Intermediate System
IS-IS-TE
Intermediate System To Intermediate System - Traffic Engineering
LAG
Link Aggregation
LDP
Label Distribution Protocol
LER
Label Edge Router
LFIB
Label Forwarding Information Base
LIB
Label Information Base
LSP
Label Switching Path
LSR
Label Switching Router
MAC
Media Access Control
MANE
Metro Area Network – Ethernet
MOSPF
Multicast Open Shortest Path First
MPLS
Multiprotocol Label Switching
MP-BGP
Multiprotocol - Border Gateway Protocol
Mrouter
Multicast Router
MSC
Mobile Switching Center
MTU
Maximum Transmission Unit
NPE
Network Provider Edge
NPR
Network Provider Router
NTP
Network Time Protocol
OSI
Open Systems Interconnection
OSPF
Open Shortest Path First
OSPF-TE
Open Shortest Path First - Traffic Engineering
PSL
Path Switch Label Switching Path
PML
Path Merge Label Switching Path
POR
Point of Repair
P2MP LSP
Point – To – Multipoint Label Switching Path
P Router
Provider Router
PE-AGG
Provider Edge – Aggregate
PE Router
Provider Edge Router
PIM - DM
Protocol Independent Multicast - Dense Mode
PIM – DMv1
Protocol Independent Multicast - Dense Mode Version 1
PIM – DMv2
Protocol Independent Multicast - Dense Mode Version 2
PIM - SM
Protocol Independent Multicast - Sparse Mode
PIM
Protocol Independent Multicast
PPP
Point-to-Point Protocol
PVC
Permanent Virtual Circuit
QoS
Quality Of Service
RIB
Routing Information Base
RIP
Routing Information Protocol
RD
Route Distinguisher
RNC
Radio Node Controller
RP
Rendezvous Point
RPR
Resilient Packet Ring
RR
Route Reflector
RSVP
Resource Reservation Protocol
RT
Route Target
SDH
Synchronous Digital Hierarchy
SONET
Synchronous Optical Networking
SPT
Shortest Path Tree
SR
Service Router
STB
Set Top Box
STM
Synchronous Transport Module
TE
Traffic Engineering
TTL
Time To Live
UPE
Under Provider Edge
UPSR
Unidirectional Path Switched Ring
VC
Virtual Circuit
VDC
Vietnam Data Communication
VNPT
Vietnam Posts and Telecommunications Corporation
VoD
Video On Demand
VPN
Virtual Private Network
VPNv4
Virtual Private Network Version 4
VRF
Virtual Routing Forwarding
VTN
Vietnam Telecoms National
VoIP
Voice Over Internet Protocol
VLL
Virtual Leased Line
VLAN
Virtual Local Access Network
VPLS
Virtual Private Lan Service
VPRN
Virtual Private Routed Network
VRRP
Virtual Router Redundancy Protocol
WAN
Wide Area Network
WC bit
Wildcard bit
DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hiệu hình
Tên hình
Trang
Hình 1-1
Minh họa quá trình chuyển tiếp gói tin IP và MPLS
4
Hình 1-2
Ánh xạ MPLS với mô hình OSI và TCP/IP
6
Hình 1-3
Miền MPLS
6
Hình 1-4
Hình 1-5
Minh họa upstream và downstream LSR
Cấu trúc của một mào đầu MPLS
7
8
Hình 1-6
Báo hiệu nhãn MPLS
9
Hình 1-7
Mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng dữ liệu
9
Hình 1-8
Sửa chữa toàn cục
19
Hình 1-9
Khôi phục kết nối cục bộ
19
Hình 1-10
Khôi phục nút cục bộ
20
Hình 1-11
Mô hình Makam
21
Hình 1-12
Mô hình Haskin
22
Hình 1-13
Mô hình Simple Dynamic (Bảo vệ kết nối)
22
Hình 1-14
Mô hình Shortest Dynamic (Bảo vệ kết nối)
24
Hình 1-15
Mô hình Shortest Dynamic (Bảo vệ nút)
24
Hình 1-16
Mô hình bảo vệ 1-1
25
Hình 1-17
Mô hình bảo vệ 1-1 kết hợp
26
Hình 1-18
Mô hình bảo vệ linh hoạt
27
Hình 2-1
Minh họa mạng riêng ảo
29
Hình 2-2
Mô hình VPN chồng lấp
30
Hình 2-3
Mô hình VPN ngang hàng
31
Hình 2-4
Mô hình VPN/MPLS tổng quát
32
Hình 2-5
Vai trò của VRF trong router PE
Minh họa các giá trị RD và RT dùng phân biệt tuyến
33
Hình 2-6
Hình 2-7
trong VPN/MPLS
Quá trình xử lý thông tin đầu cuối dữ liệu
Hình 2-8
Quá trình chuyển tiếp gói dữ liệu
34
35
36
Hình 2-9
Định dạng của địa chỉ lớp D
38
Hình 2-10
Minh họa cây nguồn
39
Hình 2-11
Minh họa cây chia sẻ
40
Hình 2-12
Tìm hàng xóm trong DVMRP
43
Hình 2-13
Cắt nhánh trong DVMRP
43
Hình 2-14
Cắt nhánh trong PIM - DM
45
Hình 2-15
Ghép nhánh trong PIM - DM
Hoạt động chuyển tiếp của đường chuyển mạch nhãn
46
Hình 2-16
52
Hình 2-17
P2MP LSP
Báo hiệu P2MP LSP bằng giao thức RSVP
Hình 2-18
Báo hiệu P2MP LSP bằng giao thức LDP
56
Hình 3-1
Mô hình mạng IP/MPLS mặt phẳng 2
59
Hình 3-2
Minh họa mô hình kết nối loại A
60
Hình 3-3
Minh họa mô hình kết nối loại B
60
Hình 3-4
Kiến trúc điều khiển và định tuyến đầu cuối
62
Hình 3-5
Thiết lập LSP thông qua miền lõi IP/MPLS
63
Hình 3-6
Minh họa dịch vụ VLL
64
Hình 3-7
Minh họa dịch vụ VPLS qua mạng lõi VN2
65
Hình 3-8
Minh họa dịch vụ VPRN qua mạng lõi VN2
66
Hình 3-9
Mô hình kết nối Internet qua mạng VN2
Mô hình định tuyến PIM giữa mạng lõi IP/MPLS và
67
Hình 3-10
Hình 3-11
Hình 4-1
Hình 4-2
Hình 4-3
Hình 4-4
Hình 4-5
Hình 4-6
mạng đô thị
Mô hình cung cấp dịch vụ IPTV
Sơ đồ kết nối mạng MANE và VN2 khu vực Đà Nẵng
Minh họa sơ đồ kết nối mạng MANE với VN2 tại một
tỉnh với 1 PE
Số liệu lưu lượng giữa P1/ĐNG – P2/ĐNG
Sơ đồ mạng lõi VN2 tại Đà Nẵng
Mô hình bài đo thời gian ngắt dịch vụ sau khi cấu hình
Fast Reroute
Cấu hình cổng vật lý trên máy đo
53
68
69
72
73
74
75
82
86
Hình 4-7
Cấu hình địa chỉ IP và gateway trên máy đo
86
Hình 4-8
Cấu hình tạo luồng lưu lượng trên máy đo
87
Hình 4-9
Kết quả một mẫu đo số lượng gói tin bị mất
88
