Luận văn Mạng MPLS và ứng dụng trong ngành thuế
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
=======================
=========================
ĐINH CÔNG HIẾU
MẠNG MPLS VÀ ỨNG DỤNG TRONG NGÀNH
THUẾ
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Hà Nội - 2011
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
ĐINH CÔNG HIẾU
MẠNG MPLS VÀ ỨNG DỤNG TRONG NGÀNH
THUẾ
Ngành: Công nghệ thông tin
Chuyên ngành: Truyền số liệu và mạng máy tính
Mã số: 604815
LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. Nguyễn Văn Tam
Hà Nội - 2011
1
MỤC LỤC
Trang phụ bìa
Lời cam đoan
Mục lục .....................................................................................................1
Danh mục các thuật ngữ và các từ viết tắt..............................................4
Danh mục hình vẽ ....................................................................................7
LỜI MỞ ĐẦU...........................................................................................9
2
3.1.1 Giới thiệu....................................................................................41
.........................................................................................................45
trên công cụ mô phỏng NS2..................................................................................55
KẾT LUẬN .........................................................................................................63
3
LỜI CAM ĐOAN
Kính gửi: Ban giám hiệu - Trƣờng Đại học Công nghệ
- Phòng Đào tạo
- Ban Chủ nhiệm Khoa Công nghệ thông tin
Tên tôi là: Đinh Công Hiếu
Sinh ngày: 21-11-1978
Học viên cao học lớp K15-T2
Tôi xin cam đam toàn bộ kiến thức và nội dung trong bài luận văn của mình là
các kiến thức tự nghiên cứu từ các tài liệu tham khảo trong và ngoài nƣớc nhƣ đã nêu
trong phần “Tài liệu tham khảo”. Toàn bộ luận văn là do bản thân tôi nghiên cứu và
xây dựng nên không có sự sao chép hay vay mƣợn dƣới bất kỳ hình thức nào để hoàn
thành luận văn.
Tôi xin cam đoan những lời khai trên là đúng và chịu hoàn toàn trách nhiệm về
nội dung của luận văn này trƣớc Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ.
4
DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VÀ CÁC TỪ VIẾT TẮT
Asynchnorous Tranfer Mode
Any Transport over MPLS
Border Gateway Protocol
Truyền dẫn không đồng bộ
Truyền tải qua MPLS
Giao thức cổng biên
Bộ tài chính
ATM
AToM
BGP
BTC
CAR
CBWFQ
CE
Committed Access Rate
Class-Base Weighted Fair Queuing
Custome Edge
Cam kết tốc độ truy cập
Hàng đợi cân bằng dựa trên lớp
Biên phía khách hàng
Chuyển tiếp nhanh của Cisco
Lớp dịch vụ
Cisco Express Forwarding
Class of Service
CEF
CoS
Custom Queue
Hàng đợi tuỳ chọn
CQ
Constraint-based routing
Định tuyến ràng buộc
Chi cục Thuế
CR
CCT
Cục thuế
CT
DiffServ
Differentiated Services
DiffServ Code Point
Egress LSR
Dịch vụ khác biệt
Điểm mã dịch vụ phân biệt
LSR biên ra
DSCP
E-LSR
FEC
Forwarding Equivalency Class
File Tranfer Protocol
Lớp chuyển tiếp tƣơng đƣơng
Giao thức truyền file
FTP
Frame Relay Traffic Shaping
Generic Routing Encapsulation
Định dạng lƣu lƣợng Frame Relay
Giao thức GRE
FRTS
GRE
GTS
Generic Traffic Shaping
Định dạng lƣu lƣợng chung
High-Level Data Link Control
Điều khiển tuyến kết nối số liệu
mức cao
HDLC
Hạ tầng truyền thông
HTTT
IETF
Internet Engineering Task Force
Ủy ban tƣ vấn kỹ thuật Internet
5
Interior Gateway Protocol
Giao thức định tuyến trong phạm
IGP
vi miền
Ingress LSR
LSR biên vào
I-LSR
IntServ
IP
Intergrated Services
Internet Protocol
Dịch vụ tích hợp
Giao thức Internet
Intermediate System to Intermediate
System
Giao thức định tuyến IS-IS
IS-IS
Local Area Network
Mạng cục bộ
LAN
LDP
LER
LFIB
LIB
Label Distribution Protocol
Label Edge Router
Giao thức phân phối nhãn
Bộ định tuyến nhãn biên ra
Cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn
Bảng cơ sở dữ liệu nhãn
Tuyến chuyển mạch nhãn
Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn
Chuyển mạch nhãn đa giao thức
Giao thức cổng biên
Label Forwarding Information Base
Label Information Base
Label Switch Path
LSP
Label Switch Router
LSR
MPLS
Multiprotocol Label Switching
Border Gateway Protocol
BGP
Open Shortest Path First
Organizationally Unique Identifier
Provider Edge
Giao thức OSPF
OSPF
OUI
PE
Nhận dạng duy nhất tổ chức
Biên nhà cung cấp
Per-Hop Behavior
Xử lý trên từng chặng
Giao thức điểm - điểm
Hàng đợi ƣu tiên
PHB
PPP
Point-to-Point Protocol
Priority Queue
PQ
Permanent Virtual Circuit
Quanlity of Service
Mạch ảo thƣờng trực
Chất lƣợng dịch vụ
PVC
QoS
RFC
RSpec
Request for comment
Request Specification
Các tài liệu chuẩn do IETF đƣa ra
Mô tả yêu cầu
6
Resource Reservation Protocol
Service Level Agreements
Service Provider
Giao thức dành sẵn tài nguyên
Thoả thuận cấp độ dịch vụ
Nhà cung cấp
RSVP
SLA
SP
Tranmission Control Protocol
Giao thức điều khiển truyền dẫn
Tổng cục Thuế
TCP
TCT
TDP
TE
Tag Distribution Protocol
Traffic Engineering
Giao thức phân phối tag
Kỹ thuật điều khiển lƣu lƣợng
Mô tả lƣu lƣợng
Traffic Specification
TSpec
TTDL
TTH
TTM
TTL
TTT
UDP
UNI
VC
Trung tâm dữ liệu
Trung tâm huyện
Trung tâm miền
Time To Live
Thời gian sống
Trung tâm tỉnh
User Datagram Protocol
User-to-Network Interface
Virtual Channel
Giao thức UDP
Giao diện ngƣời dùng tới mạng
Kênh ảo
Voice over ATM
Thoại qua ATM
VoATM
VoIP
VP
Voice over IP
Thoại qua IP
Virtual Path
Tuyến ảo
Virtual Pravite Network
Weighted Random Early Detection
Mạng riêng ảo
VPN
Hàng đợi phát hiện sớm ngẫu nhiên
theo trọng số
WRED
7
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1- 1 Kiến trúc hệ thống mạng MPLS................................................................11
Hình 1- 2 Kiến trúc của nút mạng MPLS ..................................................................12
Hình 1- 3 Định dạng của nhãn MPLS .......................................................................13
Hình 1- 7 Các mức chuyển tiếp của LSP...................................................................19
Hình 1- 8 Thiết lập LSP điều khiển độc lập...............................................................20
Hình 1- 9 Thiết lập LSP điều khiển thứ tự.................................................................23
Hình 2-1 Luồng thông điệp PATH và RESV ............................................................27
Hình 2-3 Giá trị của trƣờng DSCP trên PHB.............................................................28
Hình 2-4 Kiến trúc của dịch vụ DiffServ...................................................................31
Hình 2-5 Cơ chế của thành phần QoS CLI................................................................33
Hình 2-6 MPLS E-LSP.............................................................................................34
Hình 2-7 MPLS L-LSP.............................................................................................35
Hình 2-8 Mô hình đƣờng ống....................................................................................36
Hình 2-9 Mô hình đƣờng ống ngắn với PHP.............................................................37
Hình 3-2 Mô hình kết nối cho Cục thuế mỗi tỉnh ......................................................44
Hình 3-3 Mô hình kết nối tổng quát GRE Tunnel......................................................44
Hình 3-6 Vị trí lắp đặt Packetshaper tại Data Center.................................................50
Hình 3-9 Thông lƣợng truy cập vào TTDL ...............................................................52
8
Hình 3-16 Cấu trúc node Unicast và node Multicast .................................................56
Hình 3-17 Mô hình của MNS trên NS2.....................................................................57
9
LỜI MỞ ĐẦU
Công nghệ MPLS (Multi Protocol Label Switching) đƣợc tổ chức quốc tế
IETF chính thức đƣa ra vào cuối năm 1997, đã phát triển nhanh chóng trên toàn cầu.
Hạ tầng truyền thông ngành Tài chính trong đó bao gồm Tổng cục Thuế đã triển
khai mạng MPLS trong vài năm gần đây. Những tiện lợi khi đƣa vào sử dụng hệ thống
mạng MPLS là vô cùng to lớn đối với ngành Thuế nó giúp đảm bảo cho các ứng dụng
về quản lý thuế hoạt động thông suốt và hiệu quả từ cấp Trung ƣơng xuống tới địa
phƣơng thông qua mạng này.
Trong giai đoạn từ năm 2010 – 2015 ngành Thuế tiến hành công cuộc cải cách và
hiện đại hóa công tác quản lý thuế trong đó đặc biệt đẩy mạnh việc tích hợp ứng dụng
của ngành Thuế hoạt động theo hƣớng tập trung hóa. Để đảm bảo ứng dụng của ngành
Thuế có thể hoạt động theo hƣớng tập trung hóa thì việc đảm bảo chất lƣợng đƣờng
truyền kết nối là vô cùng quan trọng.
Luận văn “Mạng MPLS và ứng dụng trong ngành Thuế” đã nghiên cứu
những kiến thức về công nghệ mạng MPLS và đề suất sử dụng mô hình DiffServ trong
việc đảm bảo chất lƣợng dịch vụ trên hệ thống mạng MPLS ngành Tài chính.
Luận văn gồm 03 chƣơng:
Chƣơng 1: Công nghệ chuyển mạch MPLS – Trình bày những khái
niệm cơ bản, các thành phần chính, cấu trúc và hoạt động của MPLS.
Chƣơng 2: Chất lƣợng dịch vụ – Giới thiệu chất lƣợng dịch vụ trên
mạng IP/MPLS và hoạt động của mô hình DiffServ.
Chƣơng 3: Ứng dụng mô hình DiffServ trong việc đảm bảo chất lƣợng
dịch vụ mạng MPLS – trình bày việc áp dụng mô hình DiffServ trên hệ thống
mạng MPLS ngành Tài chính.
Cuối cùng, để có đƣợc bản luận văn này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới
gia đình, bạn bè, tới các thầy cô giáo của Trƣờng Đại học Công nghệ, Khoa Công nghệ
Thông tin, Ban Giám hiệu Trƣờng Đại học Công nghệ đã hết sức tạo điều kiện, động
viên và truyền thụ các kiến thức bổ ích. Đặc biệt tôi xin gửi lời cám ơn chân thành đến
thầy giáo PGS.TS Nguyễn Văn Tam cùng các đồng nghiệp tại Cục Công nghệ thông
tin Tổng cục thuế, đã tận tình giúp đỡ để tôi có thể hoàn thành tốt bài luận văn.
10
CHƢƠNG 1
CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH MPLS
Kể từ khi ra đời vào những năm 1992, Internet đã phát triển nhanh chóng từ
một mạng nghiên cứu trở thành mạng giao dịch thƣơng mại trên toàn cầu. Internet trở
thành phƣơng tiện không thể thiếu mang lại hiệu quả cao với chi phí thấp trong công
việc, học tập, thƣơng mại điện tử và giải trí. Internet đã cho thấy sự tăng trƣởng không
ngừng về số lƣợng thiết bị, băng thông và dịch vụ sử dụng trên hệ thống mạng. Đồng
thời Internet cũng cung cấp các dịch vụ đảm bảo chất lƣợng mạng từ dịch vụ best-
effort đến các dịch vụ tích hợp và phân biệt, đó là điều cần thiết cho nhiều ứng dụng
mới nhƣ quản lý mạng riêng ảo, điện thoại qua IP, hội nghị truyền hình và các dịch vụ
đa phƣơng tiện băng thông rộng. Những nhà cung cấp hạ tầng mạng thƣờng cung cấp
nhiều dịch vụ cho thuê nhƣ đƣờng TDM leased lines, ATM, Frame Relay. Đƣờng trục
chính ATM thƣờng đƣợc dùng phổ biến do tính linh hoạt và khả năng cung cấp nhiều
loại dịch vụ. Tuy nhiên, ATM không tích hợp tốt với IP và có những vấn đề về khả
năng mở rộng cần giải quyết khi chạy IP trên ATM.
Các nhà nghiên cứu đã tìm cách kết hợp khả năng tốt nhất của IP và ATM trong
việc tăng hiệu năng và thông lƣợng qua chuyển mạch ATM. Điều này dẫn đến việc ra
đời của công nghệ chuyển mạch nhãn (MPLS) cho phép nâng cao khả năng mở rộng
mạng, tăng khả năng định tuyến gói tin, tích hợp mạng IP và ATM, điều khiển lƣu
lƣợng, tăng cƣờng chất lƣợng dịch vụ mạng.
1.1 Giới thiệu về chuyển mạch đa giao thức (MPLS)
1.1.1 MPLS là gì ?
MPLS là một phƣơng pháp cải thiện để chuyển tiếp gói tin qua một mạng sử
dụng thông tin chứa trong nhãn gắn liền với các gói tin IP. Các nhãn đƣợc chèn giữa
tiêu đề lớp 3 và lớp 2 trong trƣờng hợp các khung dựa trên tiêu đề lớp 2 và chúng đƣợc
chứa trong các trƣờng là đƣờng dẫn ảo (VPI) và kênh dẫn ảo (VCI) trong trƣờng hợp
dựa trên công nghệ chuyển mạch tế bào nhƣ ATM.
MPLS kết hợp công nghệ chuyển mạch lớp 2 và định tuyến lớp 3. Mục tiêu
chính của MPLS là tạo ra một mạng linh hoạt cung cấp hiệu suất cao và ổn định. Điều
này bao gồm các kỹ thuật về lƣu lƣợng và khả năng VPN trong đó cung cấp chất
lƣợng dịch vụ với nhiều lớp dịch vụ.
11
Trong mạng MPLS ở Hình 1-1, các gói tin đến sẽ đƣợc gán một nhãn bởi thiết
bị định tuyến chuyển mạch nhãn ở biên. Các gói tin đƣợc chuyển tiếp trên một đƣờng
LSP trong đó với mỗi LSR thực hiện chuyển tiếp dựa trên nội dung của nhãn. Tại mỗi
bƣớc nhẩy, các LSR đƣợc gỡ bỏ nhãn và áp dụng một nhãn mới để cho biết chặng tiếp
theo cần chuyển tiếp gói tin tới. Nhãn đƣợc loại bỏ khỏi LSR biên ra và gói tin đƣợc
chuyển tiếp tới đích của nó.
Hình 1- 1 Kiến trúc hệ thống mạng MPLS
1.1.2 Lợi ích của MPLS
Phƣơng pháp chuyển mạch dựa trên nhãn cho phép thiết bị định tuyến và
chuyển mạch ATM thực hiện quyết định chuyển tiếp gói tin dựa trên nội dung của các
nhãn đơn giản thay cho việc định tuyến phức tạp dựa trên địa chỉ IP của chặn kế tiếp.
Kỹ thuật này mang lại nhiều lợi ích cho mạng dựa trên IP [11]:
VPN: Sử dụng MPLS, nhà cung cấp dịch vụ có thể tạo ta VPN lớp 3 trên
toàn mạng đƣờng trục cho nhiều khách hàng, sử dụng một cơ sở hạ tầng
thông thƣờng mà không cần mã hóa hoặc ứng dụng cho ngƣời dùng đầu
cuối.
Kỹ thuật lƣu lƣợng: Cung cấp khả năng thiết lập một hoặc nhiều đƣờng
chứa lƣu lƣợng sẽ đƣợc chuyển qua mạng. Ngoài ra nhà cung cấp dịch vụ
còn có khả năng thiết lập thuộc tính cho các lớp lƣu lƣợng. Tính năng này
tối ƣu hóa băng thông trên các đƣờng truyền không đƣợc sử dụng.
12
Chất lƣợng dịch vụ: Sử dụng chất lƣợng dịch vụ của MPLS nhà cung cấp
dịch vụ có thể cung cấp nhiều lớp dịch vụ đƣợc đảm bảo khác nhau cho các
khách hàng sử dụng hệ thống VPN.
Tích hợp IP và ATM: Hầu hết các nhà cung cấp dịch vụ mạng sử dụng mô
hình overlay trong đó ATM đƣợc sử dụng ở lớp 2 và IP đƣợc sử dụng ở lớp
3 nhƣ vậy sẽ tăng tính mở rộng của hệ thống. Sử dụng MPLS, các nhà cung
cấp dịch vụ có thể chuyển nhiều chức năng của mặt phẳng điều khiển ATM
đến lớp 3 qua đó đơn giản hóa việc quản lý mạng và giảm độ phức tạp của
mạng.
1.2 Kiến trúc của MPLS:
Nút mạng MPLS gồm 2 mặt phẳng gồm: Mặt phẳng chuyển tiếp và mặt phẳng
điều khiển. Nút mạng MPLS có thể thực hiện định tuyến ở lớp 3 hoặc chuyển mạch ở
lớp 2.
Hình 1- 2 Kiến trúc của nút mạng MPLS
1.2.1 Mặt phẳng chuyển tiếp:
Có trách nhiệm chuyển tiếp các gói tin dựa trên các giá trị đính kèm theo nhãn.
Mặt phẳng chuyển tiếp sử dụng một cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn (LFIB) duy trì
bởi các nút MPLS để chuyển tiếp các gói tin đã đƣợc gắn nhãn. Các thuật toán đƣợc sử
dụng bởi thành phần chuyển tiếp nhãn sử dụng thông tin chứa trong LFIB cũng nhƣ
13
thông tin chứa trong giá trị nhãn. Mỗi nút MPLS duy trì hai bảng liên quan đến việc
chuyển tiếp MPLS gồm: cơ sở thông tin nhãn (LIB) và cơ sở thông tin chuyển tiếp
nhãn (LFIB). Các LIB chứa tất cả các nhãn đƣợc gán từ nút MPLS hiện tại và ánh xạ
của các nhãn này đến các nút mạng MPLS bên cạnh.
. “MPLS Label” [12]:
Một nhãn có độ dài 32 bit đƣợc sử dụng để xác định một FEC .
Hình 1- 3 Định dạng của nhãn MPLS
Các nhãn MPLS chứa các trƣờng sau:
Trƣờng nhãn (20 bits): mang giá trị thực tế của nhãn MPLS.
Trƣờng CoS (3 bits): ảnh hƣởng đến hàng đợi và các thuật toán loại bỏ đƣợc
áp dụng cho các gói tin khi truyền qua mạng.
Trƣờng Stack (1 bit): hỗ trợ chồng nhãn phân cấp.
Trƣờng TTL (8 bits): cung cấp chức năng time to live nhƣ trên hệ thống
mạng IP.
. Cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn (LFIB)
Duy trì bởi một nút MPLS bao gồm tuần tự các mục. Nhƣ minh họa ở Hình 1-4
dƣới mỗi mục bao gồm một nhãn vào và một hoặc nhiều mục con.
Mỗi mục con bao gồm: Nhãn chuyển tiếp, giao diện chuyển tiếp, và địa chỉ của
chặn kế tiếp. Chuyển tiếp Multicast yêu cầu các mục con với nhiều nhãn chuyển tiếp
nơi gói tin đƣợc gửi đi trên nhiều giao diện. Ngoài các nhãn gửi đi, giao diện gửi đi và
thông tin chặn kế tiếp, một mục trong bảng chuyển tiếp có thể bao gồm thông tin liên
quan đến tài nguyên gói tin có thể sử dụng chẳng hạn nhƣ một hàng đợi gói tin gửi đi.
Một nút MPLS có thể duy trì một bảng chuyển tiếp duy nhất, một bảng chuyển tiếp
cho mỗi giao diện của nó hoặc có thể kết hợp cả hai. Trong trƣờng hợp có nhiều bảng
14
chuyển tiếp, gói tin đƣợc xử lý bởi các giá trị của nhãn đến cũng nhƣ giao diện mà gói
tin gửi đến.
Hình 1- 4 Cấu trúc cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn (LFIB)
. Thuật toán chuyển tiếp nhãn
Chuyển mạch nhãn sử dụng một thuật toán chuyển tiếp dựa trên việc trao đổi
nhãn. Các nút MPLS chứa một bảng LFIB lấy ra giá trị nhãn từ các trƣờng nhãn trong
gói tin đến và sử dụng giá trị này nhƣ chỉ số trong bảng LFIB. Sau khi nhãn đến đánh
dấu tìm thấy, nút MPLS thay thế nhãn trong gói tin với nhãn chuyển tiếp từ mục phụ
và gửi gói tin thông qua giao diện ra đến chặng tiếp theo xác định trong mục phụ.
Nếu nút MPLS duy trì nhiều LIB cho mỗi giao diện của nó, nó sử dụng giao
diện vật lý mà trên đó các gói tin đến để chọn ra một LFIB cụ thể, đƣợc sử dụng để
chuyển tiếp gói tin.
Thuật toán chuyển tiếp thông thƣờng sử dụng nhiều thuật toán để chuyển tiếp
unicast, multicast. Tuy nhiên MPLS chỉ sử dụng một thuật toán chuyển tiếp dựa trên
việc trao đổi nhãn. Một nút MPLS có thể có đƣợc tất cả các thông tin cần thiết để
chuyển tiếp một gói tin cũng nhƣ xác định nguồn tài nguyên đặt trƣớc của một gói tin
sử dụng bộ nhớ truy cập duy nhất. Điều này làm cho tốc độ tìm kiếm và chuyển tiếp
tăng cao giúp cho công nghệ chuyển mạch là công nghệ có hiệu suất cao.
15
1.2.2 Mặt phẳng điều khiển
Mặt phẳng điều khiển làm nhiệm vụ tạo ra và duy trì các bảng LFIB. Tất cả các
nút MPLS phải chạy giao thức định tuyến IP để trao đổi thông tin định tuyến IP với tất
cả các nút MPLS khác trong mạng. Trong các thiết bị định tuyến thông thƣờng, bảng
định tuyến IP đƣợc sử dụng để xây dựng bảng thông tin chuyển tiếp cơ sở đƣợc sử
dụng bởi Cisco Express Forwarding (CEF). Tuy nhiên trong MPLS bảng định tuyến IP
cung cấp thông tin về mạng đích và subnet đƣợc sử dụng cho nhãn ràng buộc.
Thông tin liên kết nhãn có thể đƣợc phân phối bằng cách sử dụng giao thức
phân phối nhãn (LDP) của Cisco. Giao thức định tuyến nhƣ là OSPF và IS-IS là giao
thức đƣợc lựa chọn bởi chúng cung cấp cho mỗi nút mạng MPLS mối liên kết với toàn
bộ hệ thống mạng.
Các nhãn trao đổi với các nút mạng MPLS đƣợc sử dụng để xây dựng bảng
LFIB. MPLS sử dụng một mô hình chuyển tiếp dựa trên việc trao đổi nhãn có thể kết
hợp với một loạt các module điều khiển khác nhau. Các module điều khiển của MPLS
bao gồm:
Module định tuyến unicast.
Module định tuyến multicast.
Module điều khiển lƣu lƣợng.
Module VPN
Module QoS
. Module định tuyến unicast
Module định tuyến unicast xây dựng bảng FEC sử dụng giao thức cổng bên
trong thông thƣờng (IGPs) nhƣ là giao thức OSPF, IS-IS. Bảng định tuyến IP đƣợc sử
dụng để trao đổi các liên kết nhãn với các nút MPLS liền kề đối với các mạng con
chứa trong bảng định tuyến IP. Việc trao đổi liên kết nhãn đƣợc thực hiện thông qua
LDP hoặc TDP của hãng Cisco.
. Module định tuyến multicast
Module định tuyến multicast xây dựng bảng FEC sử dụng giao thức định tuyến
multicast nhƣ giao thức định tuyến multicast độc lập (PIM). Bảng định tuyến multicast
đƣợc sử dụng để trao đổi các liên kết nhãn với các nút MPLS liền kề cho mạng con
16
chứa trong bảng định tuyến multicast. Việc trao đổi liên kết nhãn đƣợc thực hiện thông
qua giao thức PIM v2 với phần mở rộng của MPLS.
. Module điều khiển lƣu lƣợng
Module điều khiển lƣu lƣợng cho phép xác định đƣờng dẫn chuyển mạch nhãn
đƣợc thiết lập thông qua một mạng cho mục đích điều chỉnh lƣu lƣợng. Nó sử dụng
định nghĩa đƣờng hầm MPLS và phần mở rộng của giao thức định tuyến IS-IS hoặc
OSPF để xây dựng bảng FEC. Việc trao đổi liên kết nhãn đƣợc thực hiện bằng cách
sử dụng giao thức đặt trƣớc tài nguyên (RSVP) hoặc giao thức LDP dựa trên định
tuyến ràng buộc (CR-LDP) mà tập hợp phần mở rộng của LDP cho phép định tuyến
dựa trên ràng buộc trong một mạng MPLS.
. Module VPN
Module VPN sử dụng bảng định tuyến cho mỗi VPN trong bảng FEC, đƣợc xây
dựng bằng cách sử dụng giao thức định tuyến chạy giữa các thiết bị định tuyến biên
của khách hàng và nhà cung cấp dịch vụ. Việc trao đổi liên kết nhãn trong các bảng
định tuyến VPN đƣợc thực hiện bằng cách sử dụng nhiều giao thức BGP mở rộng bên
trong mạng của nhà cung cấp dịch vụ.
. Module QoS
Module QoS xây dựng bảng FEC sử dụng giao thức cổng bên trong thông
thƣờng (IGPs) nhƣ là giao thức OSPF, IS-IS. Bảng định tuyến IP đƣợc sử dụng để trao
đổi thông tin liên kết nhãn với các nút MPLS liền kề trong các mạng con chứa trong
bảng định tuyến IP. Việc trao đổi liên kết nhãn đƣợc thực hiện thông qua LDP hoặc
TDP của hãng Cisco.
1.3 Các thành phần chính của MPLS
Các thành phần MPLS bao gồm:
Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn (LSR)
Tuyến chuyển mạch nhãn (LSP)
Giao thức phân phối nhãn (LDP)
1.3.1 Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn
17
LSR là một thiết bị thực hiện việc chuyển tiếp và điều khiển các phần của
MPLS. LSR chuyển tiếp một gói tin dựa trên giá trị của một nhãn chứa trong gói tin.
Các LSR cũng có thể chuyển tiếp gói tin ở lớp 3.
Gói tin dựa trên LSR có thể dễ dàng xây dựng bằng cách tải IOS với các tính
năng MPLS thiết lập trên một router thông thƣờng. Một bƣớc cơ bản trong chuyển
mạch nhãn là LSR cho phép nhãn sử dụng để chuyển tiếp lƣu lƣợng chúng đƣợc biết
đến nhƣ giao thức phân phối nhãn. Những hoạt động khác nhau có thể thực hiện trên
các gói gán nhãn của LSR đƣợc thống kê ở bảng sau:
Hoạt động
Aggregate
Pop
Miêu tả
Loại bỏ nhãn ở trên cùng của ngăn sếp và thực hiện tra cứu ở lớp 3
Loại bỏ nhãn ở trên cùng của ngăn sếp và chuyển tải còn lại cho
gói tin IP đƣợc gán nhãn hoặc chƣa đƣợc gán nhãn
Thay thế nhãn ở trên cùng của ngăn sếp với một tập các nhãn
Thay thế nhãn ở trên cùng của ngăn sếp với giá trị khác
Loại bỏ nhãn trên cùng và chuyển tiếp gói tin IP đến chặng tiếp
theo
Push
Swap
Untag
. Chuyển tiếp gói tin dựa trên hoạt động của LSR
Gói tin trên MPLS sử dụng mô hình chuyển tiếp dựa trên nhãn để chuyển các
gói tin ở lớp 3 thông qua thiết bị định tuyến. Gói tin trên MPLS còn đƣợc gọi là chế độ
khung MPLS. Các hoạt động cơ bản của gói tin dựa trên MPLS hỗ trợ định tuyến
unicast với một một mức ngăn xếp duy nhất minh họa ở hình dƣới.
Hình 1- 5 Hoạt động của LSR trên gói tin với một mức ngăn xếp
18
Sau khi gói đƣợc gán nhãn, LSR chuyển tiếp gói tin chỉ sử dụng nhãn này. LSR
thƣờng thay thế các nhãn trên một gói tin đến với giá trị mới khi chúng đƣợc chuyển
tới. Tại biên ra LSR4 thực hiện tìm kiếm nhãn, loại bỏ nhãn, thực hiện tìm kiếm ở lớp
3 và chuyển tiếp gói tin đến thiết bị định tuyến bên ngoài.
Hình 1-6 minh họa hoạt động LSR trên gói tin với nhiều mức ngăn xếp. LSR1
thực hiện chức năng của LSR biên vào. Nó áp dụng thiết lập ban đầu của các nhãn cho
gói tin sau khi thực hiện tìm kiếm thông thƣờng trên các tiêu đề IP và xác định một
FEC cho gói tin. Sau đó LSR2 hoán đổi nhãn 7 ở đầu và thay thế giá trị của nó với
nhãn 8. Tại biên ra, LSR4 thực hiện tra cứu nhãn, loại bỏ nhãn, thực hiện tra cứu ở lớp
3 và chuyển tiếp các gói tin đến thiết bị định tuyến bên ngoài.
Hình 1- 6 Hoạt động của LSR trên gói tin với nhiều mức ngăn sếp
1.3.2 Tuyến chuyển mạch nhãn
LSP là một cấu hình kết nối giữa hai LSR trong đó kỹ thuật chuyển mạch nhãn
đƣợc sử dụng cho gói tin chuyển tiếp. Một LSP là một đƣờng lƣu lƣợng cụ thể thông
qua một mạng MPLS.
LSP xác định một tuyến đƣờng thông qua một tập các LSR mà gói tin thuộc
vào một FEC xác định trong việc tìm đƣờng đến nơi đến.
MPLS cho phép một phân cấp các nhãn biết đến nhƣ một ngăn sếp nhãn. Do
đó, có thể có LSP khác nhau tại các cấp khác nhau của các nhãn cho một gói tin tìm
đƣờng đến đích. LSP là đơn hƣớng.
19
Trong hình 1-7, LSR1 và LSR6 là các edge LSR và các LSR2, LSR3, LSR4 và
LSR5 là các core LSR. Cho mục đích chuyển tiếp gói tin, LSR1 và LSR6 hoạt động ở
mức biên của mạng, LSR2, LSR3, LSR4 và LSR5 hoạt động ở mức lõi của mạng.
Hình 1- 7 Các mức chuyển tiếp của LSP
. Thiết lập LSP:
Thiết lập LSP có thể thực hiện theo một trong hai cách [13]:
Điều khiển độc lập
Điều khiển thứ tự .
Điều khiển độc lập và thứ tự cho thiết lập LSP có thể cùng tồn tại trên một
mạng mà không cần bất kỳ kiến trúc hoặc các vấn đề về khả năng tuơng tác. Phƣơng
pháp điều khiển độc lập cung cấp thời gian hội tụ nhanh hơn khi thiết lập LSP bởi vì
các LSR có thể thiết lập và quảng bá liên kết nhãn bất kỳ lúc nào mà không có độ trễ
khi chờ gói tin đƣợc quảng bá từ những mạng khác đến.
Trong phƣơng pháp điều khiển thứ tự cam kết ràng buộc đƣợc quảng bá qua
mạng trƣớc khi LSP đƣợc thiết lập. Tuy nhiên, phƣơng pháp điều khiển thứ tự cung
cấp khả năng ngăn chặn vòng lặp tốt hơn so với phƣơng pháp điều khiển độc lập.
. Thiết lập LSP điều khiển độc lập
Trong phƣơng pháp thiết lập LSP điều khiển độc lập, mỗi LSR phân vùng của
địa chỉ đến trong các FEC. Nhãn đƣợc gán cho mỗi FEC và các cam kết liên kết nhãn
đƣợc quảng bá cho các LSR bên cạnh. Các LSR tạo ra một LFIB sử dụng việc ánh xạ
giữa FEC và bƣớc nhẩy tiếp theo. Các LSR thƣờng sử dụng một giao thức định tuyến
20
unicast nhƣ là OSPF hoặc IS-IS và sử dụng thông tin cung cấp bởi giao thức định
tuyến để tạo ra bảng ánh xạ giữa FEC và những chặng tiếp theo.
Các LFIB chứa thông tin về các trƣờng: nhãn chuyển đến, nhãn chuyển đi, chặn
kế tiếp, giao diện chuyển tiếp nhãn. Thông tin nhãn chuyển đến trong LFIB đƣợc thiết
lập trên nhãn đƣợc lựa chọn từ danh sách nhãn. Việc chuyển nhãn đến chặng tiếp theo
đƣợc thiết lập dựa trên địa chỉ lớp 3 trên danh sách chặn kế tiếp có trong FEC và giao
diện chuyển tiếp nhãn đƣợc thiết lập trên lối ra để tìm các chặng tiếp theo.
Sau khi tạo ra thông tin liên kết nhãn, LSR phân phát thông tin này đến các
LSR bên cạnh sử dụng LDP hoặc sử dụng một giao thức định tuyến thay đổi. Khi một
LSR nhận đƣợc thông tin liên kết nhãn từ LSR bên cạnh nó sẽ kiểm tra thông tin này
trong bảng LFIB. Nếu thông tin liên kết nhãn đƣợc tìm thấy, nó sẽ cập nhật thông tin
nhãn chuyển tới với giá trị nhãn vừa nhận đƣợc. Nếu LSR nhận đƣợc thông tin liên kết
nhãn từ một LSR bên cạnh và không có liên kết hiện tại cho FEC trong bảng LFIB của
nó thì thông tin sẽ đƣợc lựa chọn giữ lại (trong trƣờng hợp các liên kết nhãn hiện tại
đƣợc tạo ra sau) hoặc loại bỏ thông tin đó. Nếu thông tin bị loại bỏ, LDP sẽ thông báo
cho các LSR bên cạnh truyền lại thông tin liên kết nhãn. Các thông tin liên kết nhãn
đƣợc phân phát duy nhất cho các bộ định tuyến liền kề.
Một LSR sẽ chia sẻ thông tin liên kết nhãn với các LSR bên cạnh có chung một
subnet với giao diện của LSR hiện tại. Nhƣ trong hình vẽ dƣới, địa chỉ 172.16.0.0/16
kết nối trực tiếp tới LSR6. LSR3 và LSR5 coi LSR6 nhƣ địa chỉ của chặn kế tiếp.
Hình 1- 8 Thiết lập LSP điều khiển độc lập
LSR1 xác định LSR2 là chặng tiếp theo cho FEC liên quan đến địa chỉ
172.16.0.0/16 thông qua giao thức định tuyến unicast nhƣ là OSPF. LSR1 lựa chọn ra
21
một nhãn từ danh sách nhãn trong bảng LIB của nó. Giả sử giá trị của nhãn là 50,
LSR1 sử dụng nhãn này là chỉ số để tìm kiếm nơi cập nhật giá trị nhãn. Sau khi đƣợc
đánh dấu, những nhãn chuyển đến có mục vào với giá trị là 50. Các bƣớc nhẩy tiếp
theo LSR2 và giao diện gửi đi đƣợc thiết lập là S0. Tại thời điểm này các nhãn gửi đi
không đƣợc gán giá trị.
LSR1 sau đó gửi thông tin liên kết nhãn hiện thời đến LSR2 và LSR4. Cả LSR2
và LSR4 không sử dụng LSR1 nhƣ bƣớc nhấy tiếp theo để đến địa chỉ 172.16.0.0/16
do đó chúng không cập nhật những nhãn gửi đi trong bảng LFIB.
Tuy nhiên, khi LSR3 gửi các liên kết nhãn của nó tới LSR2, LSR5 và LSR6.
LSR2 nhận ra thông tin đến từ chặng tiếp theo cho địa chỉ 172.16.0.0/16 và sử dụng
thông tin này cho các thông tin liên kết nhãn để chuyển tới địa chỉ 172.16.0.0/16. Giả
sử giá trị nhãn lựa chọn bởi LSR3 là 45. LSR2 sử dụng giá trị nhãn cung cấp bởi LSR3
để cập nhật cho nhãn chuyển đi trong bảng LFIB liên quan tới mạng 172.16.0.0/16
FEC.
Tƣơng tự nhƣ vậy, LSR4 xác định LSR5 là bƣớc nhảy kế tiếp cho FEC liên
quan tới mạng 172.16.0.0/16 . Sau đó LSR4 chọn ra một nhãn từ danh sách các nhãn
sử dụng bảng LIB. Giả sử giá trị của nhãn này là 65. LSR4 sử dụng nhãn này nhƣ một
chỉ số trong LFIB để tìm ra một mục phù hợp khi cập nhật. Sau khi đƣợc đánh dấu,
nhãn chuyển tới có mục nhập đƣợc thiết lập là 65. Các bƣớc nhẩy tiếp theo đƣợc thiết
lập đến LSR5 và giao diện chuyển đi đặt là S1. LSR4 gửi thông tin liên kết nhãn của
mình đến LSR1, LSR2, LSR5. Cả LSR2, LSR5 không sử dụng LSR4 nhƣ bƣớc nhẩy
tiếp theo để đến mạng 172.16.0.0/16 và không cần cập nhật những nhãn gửi đi trong
bảng LFIB cho mạng 172.16.0.0/16.
Tuy nhiên khi LSR5 gửi các liên kết nhãn của nó đến LSR4, LSR3 và LSR6.
LSR4 nhận ra thông tin đến từ chặng tiếp theo cho mạng 172.16.0.0/16 và sử dụng
thông tin này nhƣ một liên kết nhãn từ xa cho mạng 172.16.0.0/16. Giả sử giá trị nhãn
đƣợc chọn bởi LSR5 là 95. LSR4 sẽ sử dụng nhãn đƣợc cung cấp mởi LSR5 để cập
nhật nhãn gửi đi trong bảng LFIB liên quan tới FEC của mạng 172.16.0.0/16. Khi
LSR6 gửi thông tin liên kết nhãn đến LSR3 và LSR5. LSR3 và LSR5 nhận ra thông tin
đến từ chặng tiếp theo cho mạng 172.16.0.0/16 và cả hai đều sử dụng thông tin này
nhƣ một liên kết nhãn từ xa cho mạng 172.16.0.0/16.
22
Giả sử giá trị nhãn đƣợc chọn bởi LSR6 là 33. Cả LSR3 và LSR5 sử dụng nhãn
cung cấp bởi LSR6 để cập nhật nhãn chuyển đi trong mục LFIB gắn liền với FEC của
mạng 172.16.0.0/16 . LSR6 không có một nhãn chuyển đi trong mục nhãn cho mạng
172.16.0.0/16 trong bảng LFIB bởi vì nó kết nối trực tiếp đến mạng 172.16.0.0/16.
LSR6 là edge LSR trong mạng và thực hiện loại bỏ nhãn khỏi gói tin trƣớc khi chuyển
tiếp đến mạng 172.16.0.0/16.
Nhƣ trong bảng dƣới, tất cả các LSR đều có bảng LFIB với đầy đủ thông tin
chuyển tiếp cho FEC đến mạng 172.16.0.0/16 và sẵn sàng cho chuyển tiếp gói tin
Incoming Label Outgoing Label Next hop Outgoing Interface
LSR1
LSR2
LSR3
LSR4
LSR5
LSR6
50
25
45
65
95
33
25
45
33
95
33
-
LSR2
LSR3
LSR6
LSR5
LSR6
LSR6
S0
S1
S1
S1
S1
E0
Bảng LFIB cho việc phân phối nhãn
Khi LSR1 nhận đƣợc gói tin với nhãn mang giá trị 50, nó sử dụng nhãn này nhƣ
một chỉ mục trong bảng LFIB để xác định vị trí mục sẽ đƣợc sử dụng để chuyển tiếp
gói tin. Sau khi tìm thấy mục trao đổi, nó sẽ hoán đổi nhãn với giá trị nhãn chuyển đi
là 25 và chuyển tiếp gói tin trên giao diện S0 đến LSR2. LSR2 thực hiện một tra cứu
tƣơng tự, hoán đổi nhãn với giá trị là 45 và chuyển tiếp gói tin đến LSR3 thông qua
giao diện S1. LSR3 thực hiện một tra cứu LFIB, hoán đổi nhãn với giá trị nhãn là 33
và chuyển tiếp gói tin tới LSR6 trên giao diện S1. LSR6 có thể thực hiện tra cứu trên
bảng LFIB hoặc tìm kiếm trên bảng định tuyến lớp 3.
. Thiết lập LSP điều khiển thứ tự
Trong phƣơng pháp thiết lập LSP điều khiển thứ tự, LSR biên vào và LSR biên
ra khởi động việc thiết lập LSP. Nhãn đƣợc gán để điều khiển theo thứ tự từ LSR biên
ra đến LSR biên vào của LSP. LSP có thể đƣợc thiết lập từ hai đầu, biên vào hoặc biên
ra. Khởi đầu LSP thực hiện lựa chọn FEC và tất cả các LSR thông qua LSP sử dụng
cung FEC. Việc thiết lập LSP điều khiển thứ tự yêu cầu các nhãn quảng bá trên tất cả
các LSR trƣớc khi LSP có thể đƣợc thiết lập. Điều này dẫn đến thời gian hội tụ chậm
hơn so với phƣơng pháp điều khiển độc lập. Tuy nhiên phƣơng pháp điều khiển thứ tự
23
có khả năng ngăn chặn vòng lặp LSP tốt hơn so với phƣơng pháp điều khiển độc lập.
Ví dụ đƣợc thể hiện trong hình 1-9.
Hình 1- 9 Thiết lập LSP điều khiển thứ tự
Trong ví dụ này LSR7 là các LSR biên ra mà khởi đầu LSP đƣợc thành lập.
LSR7 biết điều này vì có một đƣờng kết nối trực tiếp đến mạng 192.168.0.0/16. Giả sử
LSR7 gán một nhãn với giá trị 66 cho FEC của mạng 192.168.0.0/16. Sau đó nó quảng
bá các liên kết nhãn của nó đến LSR6 bên cạnh. Khi nhận thông tin quảng bá, LSR6
gán một nhãn mới với giá trị là 33 cho các FEC và quảng liên kết tới các LSR3 và
LSR5 bên cạnh. Việc thiết lập LSP thứ tự lần lƣợt tiếp tục trên tất cả các đƣờng đến
biên vào hoặc điểm cuối khác của LSP là LSR1.
1.3.3 Giao thức phân phối nhãn
Giao thức phân phối nhãn (LDP) đƣợc sử dụng trong việc kết hợp với những
giao thức định tuyến mạng chuẩn để phân phối thông tin liên kết nhãn giữa các thiết bị
LSR trong một mạng chuyển mạch nhãn. LDP cho phép một LSR phân phối nhãn đến
các LSR bên cạnh sử dụng giao thức TCP cổng 646, trong khi TDP sử dụng giao thức
TCP cổng 711. Việc sử dụng TCP nhƣ giao thức tầng giao vận trong việc chuyển giao
tin cậy thông tin LDP với việc điều khiển luồng lƣu lƣợng và cơ chế xử lý tắc nghẽn.
Khi LSR gán một nhãn với một FEC, nó cần cho các LSR bên cạnh biết thông
tin và ý nghĩa về nhãn đó. LDP đƣợc sử dụng cho mục đích này. Một tập các nhãn từ
LSR biên vào đến LSR biên ra trong một miền MPLS chỉ ra một LSP. Những tập nhãn
là bản đồ định tuyến từ tầng mạng đến tầng liên kết dữ liệu chuyển qua những đƣờng
này. LDP giúp thiết lập một LSP bằng cách sử dụng một bộ thủ tục để phân phối các
24
nhãn giữa các LSR với nhau. LDP cung cấp một cơ chế pháp hiện LSR để cung cấp vị
trí và thiết lập truyền thông giữa các LSR với nhau.
“LDP defines four classes of messages” [14]:
Bản tin DISCOVERY chạy trên UDP và sử dụng thông điệp multicast
HELLO để tìm các LSR khác mà LDP có một kết nối trực tiếp. Sau đó nó
thiết lập kết nối TCP và kết thúc một phiên kết nối LDP giữa LSR với nhau.
Các phiên LDP là hai chiều. Các LSR ở cuối có thể quảng bá hoặc yêu cầu
ràng buộc tới hoặc từ LSR ở đầu kia của kết nối.
Bản tin ADJACENCY chạy trên TCP và cung cấp phiên khởi tạo bằng cách
sử dụng thông điệp INITIALIZATION khi bắt đầu phiên kết nối LDP.
Thông tin này bao gồm các chế độ phân phối nhãn, giá trị bộ đếm thời gian
keepalive và phạm vi nhãn đƣợc sử dụng giữa hai LSR. Keepalives LDP
đƣợc gửi định kỳ sử dụng thông điệp KEEPALIVE. Phiên LDP giữa các
LSR nếu các thông điệp KEEPALIVE không nhận đƣợc trong khoảng thời
gian định trƣớc.
Bản tin LABEL ADVERTISEMENT cung cấp thông tin quảng bá liên kết
nhãn sử dụng thông điệp LABEL MAPPING quảng bá cam kết ràng buộc
giữa các FEC và nhãn. Thông điệp LABEL WITHDRAWAL đƣợc sử dụng
đảo ngƣợc quá trình ràng buộc. Thông điệp LABEL RELEASE đƣợc sử
dụng bởi LSR để nhận thông tin về bản đồ nhãn và giải phóng nhãn khi
không còn sử dụng đến nó.
Bản tin NOTIFICATION cung cấp thông tin báo hiệu và cho biết ký hiệu lỗi
giữa các LSR với nhau và sẽ có một phiên LDP đƣợc thiết lập. LDP chạy
trên giao thức để cung cấp thông điệp tin cậy loại trừ bản tin LDP
DISCOVERY chạy trên trên giao thức UDP. Bản tin LDP đƣợc xác định
trên tập các đối tƣợng TLV (kiểu, độ dài, giá trị). Nhãn LDP đƣợc phân phối
và chuyển giao có thể đuợc thực hiện trên một vài chế độ khác nhau.
25
CHƢƠNG 2
CHẤT LƢỢNG DỊCH VỤ
Chất lƣợng dịch vụ (QoS) là cơ chế cho phép các nhà quản trị mạng kiểm soát
các yếu tố nhƣ băng thông, độ trễ, độ trƣợt và khả năng mất gói tin trên mạng. QoS
không phải là một thiết bị nó là một kiến trúc hệ thống end-to-end. Một giải pháp QoS
cung cấp các các công nghệ có khả năng tƣơng tác và mở rộng, dịch vụ truyền thông
độc lập trên mạng với khả năng giám sát hiệu năng của toàn hệ thống. IP QoS cho
phép các nhà cung cấp dịch vụ cung cấp các lớp dịch vụ có mức độ ƣu tiên khác nhau,
phân bổ băng thông và tránh tắc nghẽn trên mạng.
Một số tính năng hữu ích của QoS nhƣ là đảm bảo băng thông đƣợc hỗ trợ trên
mạng MPLS. Tổ chức IETF đã định nghĩa hai mô hình cho IP QoS: dịch vụ tích hợp
(IntServ) và dịch vụ phân biệt (DiffServ). Inserv là mô hình đặt trƣớc tài nguyên, trong
đó các tín hiệu truyền đi trên mạng yêu cầu khả năng băng thông và tài nguyên của các
thiết bị trên mạng. DiffServ là mô hình trong đó các thiết bị mạng đƣợc thiết lập để
phục vụ nhiều lớp lƣu lƣợng mạng với những yêu cầu QoS khác nhau.
2.1 Dịch vụ tích hợp IntServ
IntServ xác định một số lớp dịch vụ đƣợc thiết kế để đáp ứng nhu cầu của các
loại ứng dụng khác nhau. IntServ cũng quy định cụ thể những giao thức báo hiệu khác
nhau. RSVP là một giao thức báo hiệu trên IntServ đƣợc sử dụng để thực hiện yêu cầu
QoS trên các lớp dịch vụ.
IntServ xác định những lớp lƣu lƣợng gọi là Tspec đó là những loại lƣu lƣợng
ứng dụng truyền trên mạng. IntServ yêu cầu các thiết bị mạng nhƣ là router và switch
thực hiện các chức năng nhƣ là áp dụng chính sách và xác định luồng lƣu lƣợng truy
cập phù hợp với Tspec. Nếu luồng lƣu lƣợng không phù hợp với các giá trị của Tspec,
các gói tin không phù hợp sẽ bị loại bỏ.
IntServ cũng định nghĩa một kỹ thuật gọi là Rspec yêu cầu các mức QoS xác
định và dự phòng đặt trƣớc tài nguyên mạng. IntServ yêu cầu các thiết bị mạng nhƣ
router và switch thực hiện chức năng nhƣ kiểm tra các nguồn tài nguyên có đủ để đáp
ứng một yêu cầu QoS. Nếu nguồn tài nguyên không đủ các yêu cầu QoS sẽ bị từ chối.
26
2.1.1 Phân lớp dịch vụ IntServ
IntServ định nghĩa hai lớp dịch vụ là dịch vụ đảm bảo và dịch vụ kiểm soát tải.
Các dịch vụ này có thể yêu cầu thông qua RSVP.
. Dịch vụ đảm bảo
Dịch vụ đảm bảo cung cấp giới hạn phần cứng cho việc đảm bảo băng thông và
độ trễ cho những luống lƣu lƣợng thích hơp. Dịch vụ đảm bảo yêu cầu các luồng lƣu
lƣợng sử dụng dịch vụ phải đƣợc xếp hàng thƣờng sử dụng trên những mạng nhỏ.
. Dịch vụ kiểm soát tải
Cung cấp dịch vụ best effort tốt hơn và có độ trễ thấp hơn. Nó có thể cung cấp
những yêu cầu QoS cho bất kỳ luồng luồng lƣu lƣợng nào trên mạng khi nhận đƣợc
thông báo sử dụng RSVP và các tài nguyên sẵn có.
2.1.2 RSVP
RSVP là giao thức báo hiệu của IntServ cho phép đáp ứng những yêu cầu về
QoS của ứng dụng trên mạng. RSVP sẽ thông báo yêu cầu về QoS là thành công hay
thất bại trên mạng. RSVP phân loại thông tin gói tin bao gồm địa chỉ nguồn và địa chỉ
đích và số cổng UDP, cho phép những yêu cầu QoS có đƣợc chấp nhận trên mạng hay
không. RSVP chứa thông tin về Tspec, Rspec và thông tin về lớp dịch vụ yêu cầu.
RSVP mang thông tin từ các ứng dụng đến các thiết bị mạng từ ngƣời gửi đến ngƣời
nhận.
Nhƣ trong Hình 2-1, RSVP mang thông tin sử dụng hai thông điệp: PATH và
RESV. PATH gửi đi thông điệp từ ngƣời gửi đến một hoặc nhiều ngƣời nhận bao gồm
Tspec và phân loại thông tin cung cấp bởi ngƣời gửi. Có thể có nhiều ngƣời nhận đƣợc
thông điệp vì RSVP đƣợc thiết kế cho ứng dụng multicast. Khi ngƣời nhận nhận đƣợc
thông điệp PATH sẽ gửi lại một thông điệp RESV trở lại cho ngƣời gửi xác định phiên
kết nối đƣợc thực hiện. Nó bao gồm Rspec cho thấy mức yêu cầu QoS của ngƣời nhận.
Thông điệp cũng bao gồm một số thông tin liên quan mà ngƣời gửi đƣợc phép sử dụng
các nguồn tài nguyên phân bố cho các luồng lƣu lƣợng.
27
Hình 2-1 Luồng thông điệp PATH và RESV
Việc đặt trƣớc tài nguyên của giao thứ RSVP là theo một chiều. Nếu đặt trƣớc
tài nguyên theo hai chiều đƣợc yêu cầu, bổ sung thêm vào thông điệp PATH thông
điệp RESV theo chiều ngƣợc lại sẽ đƣợc yêu cầu nhƣ trong Hình 2-2 dƣới.
Hình 2-2 Luồng thông điệp PATH và RESV theo hai chiều
Khi kết nối đặt trƣớc tài nguyên đƣợc thiết lập, các router trên tuyến đƣờng có
thể xác định gói tin đƣợc đặt trƣớc bằng cách kiểm tra năm trƣờng gói tin IP và tiêu đề
của giao thức giao vận gồm: địa chỉ nơi đến, cổng đích, cổng giao thức, địa chỉ IP
nguồn, và cổng nguồn. Một tập các gói tin xác định theo cách này đƣợc gọi là một
luồng lƣu lƣợng đặt trƣớc. Các gói tin trong luồng lƣu lƣợng này thƣờng sử dụng
chính sách để đảm bảo luồng không tạo ra lƣu lƣợng nhiều hơn so với thông báo trong
Tspec. Các gói tin cũng đƣợc xếp hàng và lập lịch để đáp ứng QoS mong muốn.
Mô hình IntServ có một số nhƣợc điểm nhƣ:
Những thiết bị mạng nằm trên đƣờng gói tin đi qua bao gồm cả hệ thống đầu
cuối cần phải hỗ trợ giao thức RSVP và khả năng gửi thông báo yêu cầu
QoS.
28
Thông tin về trạng thái cho việc đặt trƣớc tài nguyên cần đƣợc duy trì trên
mỗi thiết bị mạng nơi gói tin chuyển qua.
Đặt trƣớc tài nguyên trên mỗi thiết bị thông qua các đƣờng truyền đồng
nghĩa với việc thiết bị cần đƣợc cập nhật thông tin định kỳ do đó tăng thêm
lƣu lƣợng trên mạng nếu gói tin cập nhật bị mất.
2.2 Dịch vụ phân biệt DiffServ
Mô hình dịch vụ phân biệt DiffServ phân chia lƣu lƣợng vào trong các lớp và
gán tài nguyên cho các lớp này. Sáu bit điểm mã dịch vụ phân biệt (DSCP) đánh dấu
lớp của gói tin trong tiêu đề IP. DSCP nằm trong trƣờng ToS của gói tin IP. Sáu bit có
thể tạo thành 64 lớp dịch vụ khác nhau.
2.2.1 Xử lý trên từng chặn
Nhƣ trong Hình 2-3 dƣới, các thiết bị mạng nằm trên đƣờng gói tin chuyển qua
kiểm tra giá trị của trƣờng DSCP và xác định yêu cầu QoS của gói tin. Điều này đƣợc
biết đến nhƣ hành vi cho mỗi chặn. Mỗi thiết bị mạng có một bảng tham chiếu giữa
DSCP tìm thấy trong một gói tin với PHB để xác định cách gói tin đƣợc xử lý. DSCP
là một số hoặc giá trị chứa trong gói tin và PHB xác định hành vi tốt nhất đƣợc áp
dụng cho gói tin.
Hình 2-3 Giá trị của trường DSCP trên PHB
Một tập các gói tin có cùng giá trị DSCP và chuyển qua môi trƣờng mạng theo
một hƣớng cụ thể đƣợc gọi là tổng hợp hành vi (BA). PHB đề cập đến việc lập lịch gói
tin, hàng đợi, chính sách, định dạng hành vi trên một nút mạng cho gói tin chuyển đến
trên một BA.
Bốn PHB chuẩn triển khai trên DiffServ bao gồm [15]:
Tải về để xem bản đầy đủ
78 trang
25/05/2025
2130
Bạn đang xem 30 trang mẫu của tài liệu "Luận văn Mạng MPLS và ứng dụng trong ngành thuế", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.
File đính kèm:
- luan_van_mang_mpls_va_ung_dung_trong_nganh_thue.pdf
