Giới thiệu công nghệ MPLS

ThiÕt kÕ m« h×nh m¹ng ATM MPLS


Ch−¬ng 1: Giíi thiÖu C«ng nghÖ MPLS
1.1 Giới thiệu
Trong những năm gần đây, mạng Internet đã phát triển nhanh và trở nên rất phổ
biến, Internet đã mở ra một phương tiện thông tin rất hiệu quả và tiện lợi phục vụ cho
giáo dục, thương mại, giải trí, thông tin giữa các cộng đồng .v.v… Hiện nay ngày càng
phát triển các ứng dụng mới cả trong thương mại và thị trường người tiêu dùng. Thêm
vào đó các dịch vụ đa phương tiện đang
được phát triển và triển khai thúc đẩy nhu cầu
về tốc độ và dải băng tăng nhanh. Cùng với nó số lượng người sử dụng ngày càng
tăng, chất lượng người sử dụng phải được nâng cao. Tuy nhiên, tài nguyên hạ tầng
Internet hiện nay không đáp ứng được các nhu cầu đó.
Sự ra đời của chuyển mạch nhãn đa giao thức – MPLS là tất yếu khi nhu cầu và
tốc độ phát triển rất nhanh của m
ạng Internet yêu cầu phải có một giao thức mới đảm
bảo chất lượng dịch vụ theo yêu cầu đồng thời phải đơn giản và tốc độ xử lý phải rất
cao.
Thật vậy, MPLS cung cấp một nền tảng công nghệ mới cho quá trình tạo ra các
mạng đa người dùng, đa dịch vụ với hiệu năng cao hơn, khẳ năng mở rộng mạng lớn,
nhi
ều chức năng được cải tiến và đáp ứng được nhiều yêu cầu về chất lượng dịch vụ.
Chuyển mạch nhãn là yếu tố quan trọng nhất cho quá trình mở rộng Internet, nó cung
cấp những ứng dụng quan trọng trong xử lý chuyển tiếp gói bằng cách đơn giản hóa
quá trình xử lý, hạn chế việc tạo ra các bản sao mào đầu tại mỗi bước trong đường dẫn,
và tạo ra mộ
t môi trường có thể hỗ trợ cho điều khiển chất lượng dịch vụ. Phát triển

của MPLS cho phép tích hợp IP và ATM, hỗ rợ hội tụ dịch vụ và cung cấp những cơ
hội mới cho điều khiển lưu lượng và mạng riêng ảo. Hiệu năng xử lý gói có thể được
cải tiến bằng cách thêm nhãn có kích thước cố định vào các gói. Điều khiển chất lượng
d
ịch có thể được cung cấp dễ dàng hơn và có thể xây dựng các mạng công cộng rất
lớn. MPLS là một kỹ thuật mới được mong đợi sẽ phát triển phổ biến trên phạm vi
rộng ở cả các mạng IP riêng và công cộng, mở đường cho việc hội tụ các dịch vụ
mạng, video và thoại.
Tóm lại, MPLS sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc định tuyến, chuyển
mạch và chuyển ti
ếp các gói qua mạng thế hệ sau cũng như giải quyết các vấn đề liên
quan tới khả năng mở rộng cấp độ và có thể hoạt động với các mạng Frame relay và
ATM hiện nay để đáp ứng các nhu cầu dịch vụ của người sử dụng mạng.
L−¬ng ThÞ Th¶o – Tr−êng §¹i häc C«ng nghÖ 11




Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS


1.1.1 Khỏi nim cụng ngh chuyn mch nhón a giao thc MPLS
Chuyn mch nhón a giao thc - MPLS (MultiProtocol Label Switching) l
mt bin phỏp linh hot gii quyt nhng vn gp nhiu khú khn trong mng
hin nay nh: tc , quy mụ, cht lng dch v (QoS), qun tr v k thut lu
lng. MPLS th hin mt gii phỏp thụng minh ỏp ng nhng ũi hi dch v v
qun lý di thụng cho mng IP th h sau - d
a trờn mng ng trc. MPLS gii
quyt nhng vn liờn quan n tớnh quy mụ v nh tuyn (da trờn QoS v dng
cht lng dch v) v cú th tn ti trờn mng ATM (phng thc truyn khụng ng

b - Asynchronous Tranfer Mode) v mng Frame-relay ang tn ti.
MPLS thc hin mt s chc nng sau:
Xỏc nh c cu qun lý nhiu mc khỏc nhau ca cỏc lung lu l
ng,
nh cỏc lung gia cỏc c cu, phn cng khỏc nhau hoc thm chớ cỏc lung gia
nhng ng dng khỏc nhau.
Duy trỡ s c lp ca cỏc giao thc lp 2 v lp 3.
Cung cp phng phỏp ỏnh x a ch IP vi cỏc nhón n gin, cú di
c nh c s dng bi cỏc cụng ngh chuyn tip gúi v chuyn mch gúi khỏc
nhau.
Giao din vi cỏc giao thc nh tuy
n hin cú nh giao thc t trc ti
nguyờn (RSVP) v giao thc m rng theo phng thc u tiờn tuyn ng ngn
nht (OSPF).
H tr IP, ATM v giao thc lp 2 Frame-relay.
1.1.2 S ra i ca MPLS
MPLS l kt hp mt cỏch hon ho cỏc u im ca cụng ngh IP v ATM
a) Cụng ngh IP
IP (Giao thc Internet Internet Protocol) l thnh phn chớnh ca kin trỳc
mng Internet. IP nh ngha c cu ỏnh s, c cu chuyn tin, c cu nh tuyn v
cỏc chc nng iu khin mc thp (Giao thc bn tin iu khin Internet - ICMP).
Gúi tin IP gm a ch ca bờn nhn; a ch
l mt s duy nht trong ton mng v
mang y thụng tin cn cho vic chuyn gúi tin ti ớch.
C cu nh tuyn cú nhim v tớnh toỏn ng i ti cỏc nỳt trong
mng. Do vy, c cu nh tuyn phi c cp nht cỏc thụng tin v hỡnh mng,
Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 12

Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS


thụng tin v nguyờn tc chuyn tin (nh trong Giao thc nh tuyn biờn min - BGP)
v nú phi cú kh nng hot ng trong mụi trng mng gm nhiu nỳt. Kt qu tớnh
toỏn ca c cu nh tuyn c lu trong cỏc bng chuyn tin cha thụng tin v
chng tip theo cú th gi gúi tin ti hng ớch.
Da trờn cỏc bng chuyn tin, c cu chuyn tin chuyn mch cỏc gúi IP
hng t
i ớch. Phng thc chuyn tin truyn thng l theo tng chng mt. cỏch
ny, mi nỳt mng phi tớnh toỏn bng chuyn tin mt cỏch c lp. Do vy, phng
thc ny yờu cu kt qu tớnh toỏn ca phn nh tuyn ti tt c cỏc nỳt phi nht
quỏn vi nhau. S khụng thng nht ca kt qu ny ng ngha vi vic mt gúi tin.
Kiu chuyn tin theo tng ch
ng hn ch kh nng ca mng. Vớ d, vi
phng thc ny, nu cỏc gúi tin chuyn ti cựng mt a ch m i qua cựng mt nỳt
thỡ chỳng s c truyn qua cựng mt tuyn ti im ớch. iu ny khin mng
khụng th thc hin mt s chc nng khỏc nh nh tuyn theo ớch, theo loi hỡnh
dch v .v.v
Tuy nhiờn, bờn cnh ú, ph
ng thc nh tuyn v chuyn tin ny nõng
cao tin cy cng nh kh nng m rng ca mng. Giao thc nh tuyn ng cho
phộp mng phn ng li vi s c bng vic thay i tuyn khi b nh tuyn bit
c s thay i v hỡnh mng thụng qua vic cp nht thụng tin v trng thỏi kt
ni. Vi cỏc phng th
c nh nh tuyn liờn min khụng phõn cp (Classless
InterDomain Routing - CIDR), kớch thc ca bng chuyn tin c duy trỡ mc
chp nhn c v vic tớnh toỏn nh tuyn u do cỏc nỳt t thc hin, mng cú th
c m rng m khụng cn thc hin bt k mt thay i no.

Túm li, IP l mt giao thc chuyn mch gúi cú tin cy v kh nng
m rng cao. Nhng vic
iu khin lu lng rt khú thc hin do phng thc nh
tuyn theo tng chng.Ngoi ra, IP khụng h tr cht lng dch v.
b) Cụng ngh ATM
Cụng ngh ATM (Aysnchronous Transfer Mode phng thc truyn tin
khụng ng b) l mt k thut truyn tin tc cao.ATM nhn thụng tin nhiu
dng khỏc nhau nh thoi, s liu, video v ct ra thnh nhiu phn nh gi l t bo.
Cỏc t bo ny, sau
ú, c truyn qua cỏc kt ni o VC (Virtual connection). Vỡ
ATM cú th h tr thoi, s liu v video vi cht lng dch v trờn nhiu cụng ngh
bng rng khỏc nhau, nú c coi l cụng ngh chuyn mch hng u v thu hỳt
c nhiu quan tõm.
Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 13




Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS


ATM khỏc vi nh tuyn IP mt s im. Nú l cụng ngh chuyn mch
hng kt ni. Kt ni t im u n im cui phi c thit lp trc khi thụng
tin c gi i. ATM yờu cu kt ni phi c thit lp bng nhõn cụng hoc thit
lp mt cỏch t ng thụng qua bỏo hiu. Mt
im khỏc nhau na l ATM khụng
thc hin nh tuyn ti cỏc nỳt trung gian. Tuyn kt ni xuyờn sut c xỏc nh
trc khi trao i d liu v c gi c nh trong thi gian kt ni. Trong quỏ trỡnh
thit lp kt ni, cỏc tng i ATM trung gian cp cho kt ni mt nhón. Vic ny thc
hin hai iu: dnh cho kt ni mt s ti nguyờn v xõy dng bng chuyn t bo ti

mi tng i. Bng chuyn t bo ny cú tớnh cc b v ch cha thụng tin v cỏc kt
ni ang hot ng i qua tng i. iu ny khỏc vi thụng tin v ton mng cha
trong bng chuyn tin ca b nh tuyn dựng IP.
Quỏ trỡnh chuyn t bo qua tng i ATM cng tng t nh vic chuyn gúi
tin qua b nh tuyn. Tuy nhiờn, ATM cú th chuyn mch nhanh hn vỡ nhón g
n
trờn cỏc t bo cú kớch thc c nh (nh hn ca IP), kớch thc ca bng nh tuyn
nh hn nhiu so vi b nh tuyn IP, v vic ny c thc hin trờn cỏc thit b
phn cng chuyờn dng. Do vy, thụng lng ca tng i ATM thng ln hn
thụng lng ca b nh tuyn IP truyn thng.
Núi cỏch khỏc, cụng ngh ATM l mt k thut truy
n tin tc cao, m bo
thi gian thc v cht lng dch v theo yờu cu nh trc.
c) Cụng ngh MPL S - Kt hp gia cụng ngh IP v ATM
u im ni bt ca giao thc nh tuyn TCP/IP l kh nng nh tuyn v
truyn gúi tin mt cỏch ht sc mm do linh hot v rng khp ton cu. Nhng IP
khụng m bo cht lng dch v
, tc truyn tin theo yờu cu, trong khi ú cụng
ngh ATM cú th mnh u vit v tc truyn tin cao, m bo thi gian thc v
cht lng dch v theo yờu cu nh trc. S kt hp IP vi ATM cú th l gii phỏp
k vng cho mng vin thụng tng lai - mng th h sau NGN.
Chuyn mch nhón a giao thc - MPLS ỏp ng c nhu cu
ú. MPLS ó
kt hp cỏc u im ca cụng ngh IP v ATM to ra mt gii phỏp linh hot cho vic
gii quyt cỏc vn m cỏc mng ngy nay ang phi i mt, ú l tc , kh nng
m rng cp mng, qun lý cht lng dch v (QoS) v k thut lu lng.
Tht vy, cụng ngh Chuyn mch nhón a giao thc MPLS l k
t qu phỏt
trin ca nhiu cụng ngh chuyn mch IP s dng c ch hoỏn i nhón nh ca
Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 14

ThiÕt kÕ m« h×nh m¹ng ATM MPLS


ATM để tăng tốc độ truyền gói tin mà không cần thay đổi các giao thức định tuyến của
IP. Tư tưởng khi đưa ra MPLS là: Định tuyến tại biên, chuyển mạch ở lõi.
Trong các mạng MPLS, các gói được gán nhãn tại biên của mạng và chúng
được định tuyến xuyên qua mạng dựa trên các nhãn đơn giản. Phương pháp này cho
phép định tuyến rõ ràng và đối xử phân liệt các gói trong khi vẫn giữ được các bộ định
tuyến ở lõi đơn giản.
Có thể nói MPLS là một công nghệ chuyển mạch IP có nhiều triển vọng.Với
tính chất cơ cấu định tuyến của mình, MPLS có khả năng nâng cao chất lượng dịch vụ
của mạng IP truyền thống. Bên cạnh đó, thông tin lưu lượng của mạng sẽ được cải
thiện rõ rệt.
1.2 Tình hình triển khai công nghệ và quá trình chuẩn hoá về
MPLS
1.2.1 Tình hình triển khai công nghệ MPLS
BIG PIPE nhà khai thác mạng trục IP của Canada đã lựa chọn Cisco Systems là
nhà cung cấp thiết bị cho mạng trục IP OC-192 vào tháng 10 năm 2001- các bộ định
tuyến của Cisco trong mạng trục này sẽ cho phép BIG PIPE cung cấp băng thông OC-
192. Các bộ định tuyến 12410 và 12416 của Cisco sẽ cho phép nhà cung cấp dịch vụ
này triển khai các dịch vụ IP thế hệ sau như MPLS-VPN, IP QoS và Voice over IP
(VOIP).
Juniper Network và Ericsson Communication thông báo rằng thế hệ Internet
Router trục mới (serie M) đã được triển khai trong mạng trục mới c
ủa TelstraSaturn.
TelstraSaturn là công ty đầu tiên tại New Zealand triển khai mạng băng tần lớn nhất

cung cấp cả IP và thoại. Các bộ định tuyến M160 và M20 đã được triển khai trong
mạng trục tải lưu lượng qua MPLS. Đây là mạng thương mại đầu tiên triển khai đầy
đủ STM-16 (2.5 Gb/s) tại New Zealand.
Tháng 10 Alcatel thông báo đã kí hợp đồng cung cấp thiết bị băng rộng cho
Deatsche Telecom Group. Các sản phẩm của Alcatel bao gồm: thiết bị chuyển mạch
định tuyến (RSP) 7670 cho mạng chuyển đổi số liệu ATM của quốc nội tại Đức. Thiết
bị này sẽ cho phép Deatsche Telecom mở rộng mạng đa dịch vụ của họ từ 12.8 Gb/s
lên 450 Gb/s để thoả mãn nhu cầu trong mạng thực. Thiết bị này có khả năng chuyển
mạch MPLs trên ATM.
L−¬ng ThÞ Th¶o – Tr−êng §¹i häc C«ng nghÖ 15