Tài liệu Nghiên cứu chất lượng dịch vụ trong mạng mpls vpn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỖ THỊ THANH HUYỀN NGHIÊN CỨU CHẤT LƢỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG MPLS/VPN Nghành: Công nghệ Điện tử- Viễn Thông Chuyên nghành: Kỹ thuật Điện tử Mã số: 60.52.70 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Trần Quang Vinh Hà Nội- 2009 - ii - LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành chương trình cao học và viết luận văn này. Trước hết, tôi xin chân thành cảm ơn đến quí thầy cô trường Đại học Công nghệ- Đại học Quốc gia Hà Nội, đặc biệt là những thầy cô đã tận tình dạy bảo cho tôi suốt thời gian học tập tại trường. Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến Phó giáo sư – Tiến sĩ Trần Quang Vinh đã dành rất nhiều thời gian và tâm huyết hướng dẫn nghiên cứu và giúp tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Mặc dù tôi đã có nhiều cố gắng hoàn thiện luận văn bằng tất cả sự nhiệt tình và năng lực của mình, tuy nhiên không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được những đóng góp quí báu của quí thầy cô và các bạn. Hà Nội, tháng 12 năm 2009 Học viên Đỗ Thị Thanh Huyền - iii - MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................................. i LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................................... ii MỤC LỤC ........................................................................................................................... iii THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT................................................................................... viiv DANH MỤC BẢNG BIỂU ............................................................................................. ixvii DANH MỤC HÌNH VẼ .................................................................................................. xviii MỞ ĐẦU .............................................................................................................................. 1 CHƢƠNG 1 .......................................................................................................................... 2 1. Giới thiệu MPLS ........................................................................................................... 2 1.1. Quá trình phát triển MPLS ....................................................................................... 2 1.2. Các khái niệm cơ bản của mạng MPLS .................................................................... 3 1.3. Các thành phần cơ bản của mạng MPLS .................................................................. 7 1.4. Phân biệt chuyển mạch nhãn và chuyển mạch thông thường .................................... 8 1.5. Các giao thức cơ bản của MPLS .............................................................................. 9 1.5.1. Giao thức phân phối nhãn ................................................................................. 9 1.5.2. Giao thức dành trước tài nguyên RSVP (Resource Reservation Protolcol )...... 13 1.5.3. Giao thức MPLS-BGP .................................................................................... 16 1.6. Hoạt động của MPLS: ........................................................................................... 16 2. Mạng MPLS trên cơ sở VPN ....................................................................................... 18 2.1. Giới thiệu VPN ...................................................................................................... 18 2.2. Phân loại VPN ....................................................................................................... 20 2.2.1. Kết nối VPN có hướng .................................................................................... 20 2.2.2. Kết nối VPN vô hướng ................................................................................... 25 2.3. Tổng quan về MPLS/VPN ..................................................................................... 27 2.3.1. Các thiết bị trong mạng MPLS VPN ............................................................... 27 2.3.2. Truyền và định tuyến trong MPLS VPN ......................................................... 28 2.3.3. Cấu hình và định tuyến trong MPLS/VPN ...................................................... 29 2.3.4. Ưu điểm của MPLS / VPN .............................................................................. 30 Tổng kết chương .......................................................................................................... 30 CHƢƠNG 2 ........................................................................................................................ 31 1. Tổng quan về QoS ....................................................................................................... 31 1.1. Giới thiệu chung .................................................................................................... 31 1.2. Kiến trúc cơ bản của QoS ...................................................................................... 33 1.3. Các tham số của QoS ............................................................................................. 34 1.4. Các mô hình tổng quan QoS .................................................................................. 36 1.4.1. Dịch vụ tích hợp IntServ ................................................................................. 36 1.4.2. Lớp dịch vụ đảm bảo (Guaranteed Service) ..................................................... 38 1.4.3. Kiểm soát tải (Control load service) ................................................................ 38 1.4.4. Giao thức dành trước tài nguyên RSVP ........................................................... 38 1.4.5. Kiến trúc IntServ ............................................................................................ 39 1.4.6. Dịch vụ phân biệt DiffServ ............................................................................. 41 1.4.7. Sự khác nhau giữa IntServ và DiffServ ........................................................... 42 2. Các tập tính năng của QoS ........................................................................................... 43 2.1. Phân loại............................................................................................................... 43 2.2. Đánh dấu ............................................................................................................... 44 2.3. Kỹ thuật hàng đợi .................................................................................................. 45 Tổng kết chương .............................................................................................................. 52 CHƢƠNG 3 ........................................................................................................................ 53 1. QoS trong MPLS ......................................................................................................... 53 1.1. Khái niệm các trường IPP, DSCP, MPLS Exp ....................................................... 53 - iv 1.1.1. Trường IPP (IP Precedence) ............................................................................ 53 1.1.2. Trường DSCP ................................................................................................. 54 1.1.3. Trường MPLS Exp ........................................................................................ 56 1.2. Các kiểu Diffserv tunneling trong mạng MPLS ..................................................... 57 1.2.1. Kiểu Pipe tunnel ............................................................................................. 57 1.2.2. Mô hình short pipe .......................................................................................... 59 1.2.3. Mô hình uniform ............................................................................................. 60 2. Thiết kế QoS trong MPLS VPN .................................................................................. 61 2.1. Thiết lập QoS cho lưu lượng qua mạng MPLS/ VPN ............................................. 62 2.1.1. QoS cho lưu lượng dạng voice ........................................................................ 62 2.1.2. QoS cho lưu lượng dạng video ....................................................................... 63 2.1.3. Yêu cầu QoS với lưu lượng kiểu Data ............................................................. 64 2.2. Các bước cấu hình QoS trong mạng MPLS ............................................................ 66 Tổng kết chương .............................................................................................................. 67 CHƢƠNG 4 ........................................................................................................................ 68 1. Thiết kế mô hình mạng truyền số liệu .......................................................................... 68 1.1. Mạng core ............................................................................................................. 70 1.1.1. Mô hình mạng core ........................................................................................ 70 1.1.2. Cấu hình giao diện truyền dẫn ........................................................................ 70 1.1.3. Giao thức định tuyến ...................................................................................... 71 1.2. Lớp Distribution .................................................................................................... 72 1.3. Lớp Access ............................................................................................................ 73 2. Thiết kế QoS cho mạng TSL ....................................................................................... 73 2.1. Vai trò QoS tại mỗi thiết bị trong mạng CPT ......................................................... 73 2.1.1. Các thiết bị biên .............................................................................................. 74 2.1.2. Thiết bị core.................................................................................................... 74 2.2. Phân loại các lớp lưu lượng trong mạng CPT ......................................................... 75 2.3. Cơ chế thực hiện QoS ............................................................................................ 76 2.3.1. Các thông số cấu hình QoS ............................................................................. 77 2.3.2. Cấu hình QoS trong các thiết bị ...................................................................... 78 3. Đo kiểm và đánh giá chất lượng mạng ......................................................................... 84 3.1. Nội dung, phương pháp thực hiện phép đo ............................................................ 84 3.1.1. Nội dung ........................................................................................................ 84 3.1.2. Phương pháp thực hiện : ................................................................................ 84 3.2. Kết quả đo ............................................................................................................. 85 Tổng kết chương .............................................................................................................. 89 KẾT LUẬN ........................................................................................................................ 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 91 PHỤ LỤC ........................................................................................................................... 93 LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................................. i LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................................... ii MỤC LỤC ........................................................................................................................... iii THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT....................................................................................... v DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................................ vii DANH MỤC HÌNH VẼ .................................................................................................... viii MỞ ĐẦU ............................................................................................................................ 10 CHƢƠNG 1 ........................................................................................................................ 11 1. Giới thiệu MPLS ......................................................................................................... 11 1.1. Quá trình phát triển MPLS ..................................................................................... 11 1.2. Các khái niệm cơ bản của mạng MPLS .................................................................. 12 1.3. Các thành phần cơ bản của mạng MPLS ................................................................ 16 1.4. Phân biệt chuyển mạch nhãn và chuyển mạch thông thường .................................. 17 -v1.5. Các giao thức cơ bản của MPLS ............................................................................ 18 1.5.1. Giao thức phân phối nhãn ............................................................................... 18 1.5.2. Giao thức dành trước tài nguyên RSVP ( Resource Reservation Protolcol ). .... 22 1.5.3. Giao thức MPLS-BGP .................................................................................... 25 1.6. Hoạt động của MPLS: ........................................................................................... 25 2. Mạng MPLS trên cơ sở VPN ....................................................................................... 27 2.1. Giới thiệu VPN ...................................................................................................... 27 2.2. Phân loại VPN ....................................................................................................... 29 2.2.1. Kết nối VPN có hướng .................................................................................... 29 2.2.2. Kết nối VPN vô hướng ................................................................................... 34 2.3. Tổng quan về MPLS/VPN ..................................................................................... 36 2.3.1. Các thiết bị trong mạng MPLS VPN ............................................................... 36 2.3.2. Truyền và định tuyến trong MPLS VPN ......................................................... 37 2.3.3. Cấu hình và định tuyến trong MPLS/VPN ...................................................... 38 2.3.4. Ưu điểm của MPLS / VPN .............................................................................. 39 Tổng kết chương .......................................................................................................... 39 CHƢƠNG 2 ........................................................................................................................ 40 1. Tổng quan về QoS ....................................................................................................... 40 1.1. Giới thiệu chung .................................................................................................... 40 1.2. Kiến trúc cơ bản của QoS ...................................................................................... 42 1.3. Các tham số của QoS ............................................................................................. 43 1.4. Các mô hình tổng quan QoS .................................................................................. 45 1.4.1. Dịch vụ tích hợp IntServ ................................................................................. 45 1.4.2. Lớp dịch vụ đảm bảo (Guaranteed Service) ..................................................... 47 1.4.3. Kiểm soát tải (Control load service) ................................................................ 47 1.4.4. Giao thức dành trước tài nguyên RSVP ........................................................... 47 1.4.5. Kiến trúc IntServ ............................................................................................ 48 1.4.6. Dịch vụ phân biệt DiffServ ............................................................................. 50 1.4.7. Sự khác nhau giữa IntServ và DiffServ ........................................................... 51 2. Các tập tính năng của QoS ........................................................................................... 52 2.1. Phân loại............................................................................................................... 52 2.2. Đánh dấu ............................................................................................................... 53 2.3. Kỹ thuật hàng đợi .................................................................................................. 54 Tổng kết chương .............................................................................................................. 61 CHƢƠNG 3 ........................................................................................................................ 62 1. QoS trong MPLS ......................................................................................................... 62 1.1. Khái niệm các trường IPP, DSCP, MPLS Exp ....................................................... 62 1.1.1. Trường IPP (IP Precedence) ............................................................................ 62 1.1.2. Trường DSCP ................................................................................................. 63 1.1.3. Trường MPLS Exp ........................................................................................ 65 1.2. Các kiểu Diffserv tunneling trong mạng MPLS ..................................................... 66 1.2.1. Kiểu Pipe tunnel ............................................................................................. 66 1.2.2. Mô hình short pipe .......................................................................................... 68 1.2.3. Mô hình uniform ............................................................................................. 69 2. Thiết kế QoS trong MPLS VPN .................................................................................. 70 2.1. Thiết lập QoS cho lưu lượng qua mạng MPLS/ VPN ............................................. 71 2.1.1. QoS cho lưu lượng dạng voice ........................................................................ 71 2.1.2. QoS cho lưu lượng dạng video ....................................................................... 72 2.1.3. Yêu cầu QoS với lưu lượng kiểu Data ............................................................. 73 2.2. Các bước cấu hình QoS trong mạng MPLS ............................................................ 75 Tổng kết chương .............................................................................................................. 76 CHƢƠNG 4 ........................................................................................................................ 77 - vi 1. Thiết kế mô hình mạng truyền số liệu .......................................................................... 77 1.1. Mạng core ............................................................................................................. 79 1.1.1. Mô hình mạng core ........................................................................................ 79 1.1.2. Cấu hình giao diện truyền dẫn ........................................................................ 79 1.1.3. Giao thức định tuyến ...................................................................................... 80 1.2. Lớp Distribution .................................................................................................... 81 1.3. Lớp Access ............................................................................................................ 82 2. Thiết kế QoS cho mạng TSL ....................................................................................... 82 2.1. Vai trò QoS tại mỗi thiết bị trong mạng CPT ......................................................... 82 2.1.1. Các thiết bị biên .............................................................................................. 83 2.1.2. Thiết bị core.................................................................................................... 83 2.2. Phân loại các lớp lưu lượng trong mạng CPT ......................................................... 84 2.3. Cơ chế thực hiện QoS ............................................................................................ 85 2.3.1. Các thông số cấu hình QoS ............................................................................. 86 2.3.2. Cấu hình QoS trong các thiết bị ...................................................................... 87 3. Đo kiểm và đánh giá chất lượng mạng ......................................................................... 93 3.1. Nội dung, phương pháp thực hiện phép đo ............................................................ 93 3.1.1. Nội dung ........................................................................................................ 93 3.1.2. Phương pháp thực hiện : ................................................................................ 93 3.2. Kết quả đo ............................................................................................................. 94 Tổng kết chương .............................................................................................................. 98 KẾT LUẬN ........................................................................................................................ 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 100 - vii - THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Giải nghĩa tiếng Anh Giải nghĩa tiếng Việt AF ATM Chuyển tiếp bảo đảm Chế độ truyền dẫn không đồng bộ BGP CBR CBWFQ CE CIR CoS CQ Assured Forwading Asynchoronous Transfer Mode Border Gateway Protocol Constant Bit Rate Class Base Weight Fair Queue Customer edge device Commited Information Rate Class of Service Custom Queuing CR-LDP DSCP EBGP EF FEC Constrained Routing-LDP Differentiated Service Code Point External Border Gateway Protocol Expedited Forwarding Forwarding Equivalence Class Giao thức định tuyến ràng buộc Điểm mã dịch vụ phân biệt Giao thức định tuyến cổng ngoài Chuyển tiếp nhanh Lớp chuyển tiếp tương đương FIFO First In First Out Hàng đợi FIFO GRE IBGP IGP IP IpoA IpoE IPOS Generic Routing Encapsulation Interior Border Gateway Protocol Interior Gateway Protocol Internet Protocol IP over ATM IP over Ethernet IP over SDH Mã hoá định tuyến chung Giao thức định tuyến cổng trong Giao thức cổng trong Giao thức Internet Giao thức IP trên ATM Giao thức IP trên Ethernet Giao thức IP trên SDH IPP IPSec ISDN L2TP LDP IP Precedence IP Security Intergrated Services Digital Network Layer 2 Tunneling Protocol Label Distribution Protocol Trường IP Precedence Giao thức bảo mật qua Internet Mạng số tích hợp dịch vụ Giao thức đường hầm lớp 2 Giao thức phân phối nhãn LER LFIB LIB Label Edge Router Lable Forwarding Information Base Label Information Base Bộ định tuyến biên nhãn Cơ sở thông tin định tuyến nhãn Cơ sở thông tin nhãn LLQ LSP LSR MPLS Low-latency Queueing Lable Switching Path Lable Switching Router MuliProtocol Label Switching Hàng đợi có độ trễ thấp Tuyến chuyển mạch nhãn Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn Chuyển mạch nhãn đa giao thức PE Provider edge devices Thiết bị phía nhà cung cấp dịch vụ Giao thức cổng đường biên Tốc độ bit không đổi Hàng đợi cân bằng trọng số trên cơ sở lớp Thiết bị phía khách hàng Tốc độ thông tin cam kết Lớp dịch vụ Hàng đợi theo lớp - viii - PPP Point to Point Protocol Giao thức điểm - điểm PPTP Point-to-Point Tunneling Protocol Giao thức đường hầm điểm-điểm PQ PVC QoS RD RED Rspec RSVP Priority Queue Permanent vitual circuit Quality of Service Route distinguisher Random Early Detection Required Specification Hàng đợi ưu tiên Kênh ảo cố định Chất lượng dịch vụ Định tuyến phân biệt Phương pháp phát hiện sớm ngẫu nhiện Yêu cầu mức chất lượng dịch vụ Giao thức dành trước tài nguyên SAP Resource Reservation Protolcol Service Advertising Protocol SMDS SVC ToS Tspec TTL Switch Multimedia Data Service Switched virtual circuit Type of Service Traffic Specification Time to live UDP VBR-NRT VBR-RT VC VoIP VPI/VCI VPN User Data Protocol Variable Bit Rate- Non Realtime Variable Bit Rate- Realtime Vitual circuit Voice over IP Virtual Path/ Channel Identifier VRF WAN WDM WFQ Virtual Private Network VPN Routing and Forwarding Wide Area Network Giao thức quảng cáo dịch vụ Dịch vụ dữ liệu chuyển mạch đa phương tiện Kênh ảo chuyển mạch Loại dịch vụ Đặc tính lưu lượng Thời gian sống Giao thức dữ liệu người sử dụng Tốc độ bit thay đổi phi thời gian thực Tốc độ bit thay đổi theo thời gian thực Kênh ảo Thoại trên nền IP Nhận dạng kênh ảo / đường ảo Mạng riêng ảo Wavelength Division Multiplexing Bảng định tuyến trong mạng VPN Mạng diện rộng Ghép kênh phân chia theo bước sóng Weighted Fair Queue Hàng đợi cân bằng có trọng số - ix - DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Nhãn gói tin MPLS của Frame mode. ................................................................ 3 Bảng 1.2 : Phân biệt chuyển mạch nhãn và IP.................................................................... 8 Bảng 2.1 : Sự khác nhau giữa DiffServ và IntServ. ......................................................... 42 Bảng 2.2 : Một số trƣờng dùng để đánh dấu gói tin. ........................................................ 45 Bảng 3.1: Các giá trị của IPP. ............................................................................................ 53 Bảng 3.2: Các giá trị trƣờng DSCP ................................................................................... 54 Bảng 3.3: Các lớp AF ......................................................................................................... 56 Bảng 3.4: Template cấu hình hỗ trợ lƣu lƣợng voice trên router .................................... 63 Bảng 3.5: Template cấu hình lƣu lƣợng video trên router ............................................... 64 Bảng 3.6: Template cấu hình lƣu lƣợng kiểu data trên Router ....................................... 65 Bảng 4.1: Template Cấu hình giao diện Gigabit Ethernet. .............................................. 70 Bảng 4.2: Template Cấu hình giao diện POS. ................................................................... 70 Bảng 4.3: Template cấu hình giao thức ldp cho giao diện. ............................................... 71 Bảng 4.4: Băng thông dành riêng cho từng loại lƣu lƣợng ............................................... 77 Bảng 4.5: Giới hạn hàng đợi cho từng loại lƣu lƣợng. ...................................................... 77 Bảng 4.6: Các loại hàng đợi và mức ngƣỡng cho từng lớp dịch vụ. ................................. 78 Bảng 4.7: Cấu hình WRED cho thiết bị WS6724-SFP, WS-X6148A-GE-TX.................. 79 Bảng 4.8: Template cấu hình băng thông dành riêng tối đa trên các cổng WAN. .......... 80 Bảng 4.9: Template cấu hình QoS trên card SIP 200. ...................................................... 81 Bảng 4.10: Cấu hình đánh dấu gói tin lƣu lƣợng thời gian thực và độ ƣu tiên cao. ........ 83 Bảng 4.11: logfile cho các gói kích thƣớc 64 byte.............................................................. 85 Bảng 4.12: log file cho các gói kích thƣớc 1500 byte. ........................................................ 86 Bảng 1.1: Nhãn gói tin MPLS của Frame mode. .............................................................. 12 Bảng 1.2 : Phân biệt chuyển mạch nhãn và IP.................................................................. 17 Bảng 2.1 : Sự khác nhau giữa DiffServ và IntServ. ......................................................... 51 Bảng 2.2 : Một số trƣờng dùng để đánh dấu gói tin. ........................................................ 54 Bảng 3.1: Các giá trị của IPP. ............................................................................................ 62 Bảng 3.2: Các giá trị trƣờng DSCP ................................................................................... 63 Bảng 3.3: Các lớp AF ......................................................................................................... 65 Bảng 3.4: Template cấu hình hỗ trợ lƣu lƣợng voice trên router .................................... 72 Bảng 3.5: Template cấu hình lƣu lƣợng video trên router ............................................... 73 Bảng 3.6: Template cấu hình lƣu lƣợng kiểu data trên Router ....................................... 74 Bảng 4.1: Template Cấu hình giao diện Gigabit Ethernet. .............................................. 79 Bảng 4.2: Template Cấu hình giao diện POS. ................................................................... 79 Bảng 4.3: Template cấu hình giao thức ldp cho giao diện. ............................................... 80 Bảng 4.4: Băng thông dành riêng cho từng loại lƣu lƣợng ............................................... 86 Bảng 4.5: Giới hạn hàng đợi cho từng loại lƣu lƣợng. ...................................................... 86 Bảng 4.6: Các loại hàng đợi và mức ngƣỡng cho từng lớp dịch vụ. ................................. 87 Bảng 4.7: Cấu hình WRED cho thiết bị WS6724-SFP, WS-X6148A-GE-TX.................. 88 Bảng 4.8: Template cấu hình băng thông dành riêng tối đa trên các cổng WAN. .......... 89 Bảng 4.9: Template cấu hình QoS trên card SIP 200. ...................................................... 89 Bảng 4.10: Cấu hình đánh dấu gói tin lƣu lƣợng thời gian thực và độ ƣu tiên cao. ........ 92 Bảng 4.11: logfile cho các gói kích thƣớc 64 byte.............................................................. 94 Bảng 4.12: log file cho các gói kích thƣớc 1500 byte. ........................................................ 95 -x- DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Lớp liên kết dữ liệu là ATM. ............................................................................... 4 Hình 1.2: Lớp liên kết dữ liệu Frame-relay. ....................................................................... 5 Hình 1.3: Nhãn trong Shim-giữa lớp 2 và lớp 3. ................................................................. 5 Hình 1.4: Cơ cấu báo hiệu. .................................................................................................. 7 Hình 1.5: Mô hình mạng MPLS. ......................................................................................... 7 Hình 1.7: Tiêu đề bản tin LDP. ......................................................................................... 11 Hình 1.8: Khuôn dạng các bản tin LDP. .......................................................................... 11 Hình 1.9: Mạng MPLS trong hoạt động chế độ khung. ................................................... 18 Hình 1.10: Ví dụ mô hình mạng VPN. .............................................................................. 19 Hình 1.11: Mô hình kết nối VPN có hƣớng. ...................................................................... 20 Hình 1.12: Mô hình kết nối vật lý VPN leased line. .......................................................... 21 Hình 1.13: Kiến trúc vật lý của mô hình VPN Frame Relay. ........................................... 22 Hình 1.14: Mô hình kiến trúc vật lý VPN ATM. .............................................................. 23 Hình 1.15: Mô hình VPN kiểu đƣờng hầm IPSec và GRE. .............................................. 24 Hình 1.16: Mô hình mạng VPN vô hƣớng. ........................................................................ 25 Hình 1.17: Mạng VPN trên cơ sở IP truyền thống. .......................................................... 26 Hình 1.18: Mô hình mạng MPLS VPN. ............................................................................ 26 Hình 1.19: Ví dụ mô hình mạng MPLS VPN. ................................................................... 27 Hình 1.20: Ví dụ mô hình mạng MPLS VPN. ................................................................... 28 Hình 1.21: Mô hình đa VPN .............................................................................................. 29 Hình 2.1: Mô hình tổng quan QoS. ................................................................................... 32 Hình 2.2: Mô hình mạng IntServ. ..................................................................................... 37 Hình 2.3: Mô hình dịch vụ IntServ. ................................................................................... 39 Hình 2.4: Trao đổi thông tin với IntServ........................................................................... 40 Hình 2.5: Mô hình mạng DiffServ. .................................................................................... 41 Hình 2.6: Mô hình DiffServ tại biên và mạng lõi. ............................................................. 42 Hình 2.7: Mô hình phân loại gói tin. ................................................................................. 44 Hình 2.8: Hàng đợi trong router. ...................................................................................... 45 Hình 2.9: Hàng đợi FIFO................................................................................................... 46 Hình 2.10: Tiến trình gởi gói tin của hàng đợi ƣu tiên (PQ). ........................................... 47 Hình 2.11: Tiến trình gửi gói tin của hàng đợi CQ. .......................................................... 48 Hình 2.12: Cách lấy gói tin của WFQ. .............................................................................. 49 Hình 2.13: Tiến trình gửi gói tin của WFQ. ...................................................................... 50 Hình 2.14: Tiến trình gởi gói tin của CBWFQ. ................................................................. 51 Hình 2.15: Tiến trình gửi gói tin của hàng đợi LLQ......................................................... 51 Hình 3.1: kiến trúc tiêu đề gói tin IP. ................................................................................ 53 Hình 3.2: Các byte trƣờng TOS. ....................................................................................... 53 Hình 3.3: Các byte DSCP................................................................................................... 54 Hình 3.4: Các byte TOS của IP header định nghĩa DSCP................................................ 55 Hình 3.5: MPLS header. .................................................................................................... 56 Hình 3.6: Kiểu đƣờng ống - pipe model. ........................................................................... 58 Hình 3.7: Mô hình short pipe. ........................................................................................... 60 Hình 3.8: Mô hình uniform. ............................................................................................... 61 Hình 3.9: Mô hình các chính sách QoS trong mạng MPLS VPN. .................................... 61 Hình 3.10: Các lớp dịch vụ của QoS. ................................................................................. 62 Hình 4.1: Cấu trúc phân lớp của mạng CPT. ................................................................... 68 Hình 4.2: Mô hình tổng quan mạng TSLCD..................................................................... 69 Hình 4.3: Mô hình tổng quan mạng Core. ........................................................................ 71 Hình 4.4: Mô hình lớp distribution. .................................................................................. 72 Hình 4.5: Mô hình lớp distribution/ access của mạng TSL. ............................................. 73 Hình 4.6: Mô hình lớp access của mạng TSL. ................................................................... 73 - xi Hình 4.7: Vai trò QoS tại mỗi thiết bị trong mạng CPT. .................................................. 74 Hình 4.8: Mô hình kết nối dịch vụ videoconferencing. ..................................................... 85 Hình 4.9: Kết quả mô phỏng throughput 100 Mbps. ........................................................ 87 Hình 4.10: Kết quả mô phỏng throughput 150 Mbps. ...................................................... 88 Hình 4.11: Kết quả mô phỏng throughput 170 Mbps. ...................................................... 89 Hình 1.1: Lớp liên kết dữ liệu là ATM. ............................................................................. 13 Hình 1.2: Lớp liên kết dữ liệu Frame-relay. ..................................................................... 14 Hình 1.3: Nhãn trong Shim-giữa lớp 2 và lớp 3. ............................................................... 14 Hình 1.4: Cơ cấu báo hiệu. ................................................................................................ 16 Hình 1.5: Mô hình mạng MPLS. ....................................................................................... 16 Hình 1.7: Tiêu đề bản tin LDP. ......................................................................................... 20 Hình 1.8: Khuôn dạng các bản tin LDP. .......................................................................... 20 Hình 1.9: Mạng MPLS trong hoạt động chế độ khung. ................................................... 27 Hình 1.10: Ví dụ mô hình mạng VPN. .............................................................................. 28 Hình 1.11: Mô hình kết nối VPN có hƣớng. ...................................................................... 29 Hình 1.12: Mô hình kết nối vật lý VPN leased line. .......................................................... 30 Hình 1.13: Kiến trúc vật lý của mô hình VPN Frame Relay. ........................................... 31 Hình 1.14: Mô hình kiến trúc vật lý VPN ATM. .............................................................. 32 Hình 1.15: Mô hình VPN kiểu đƣờng hầm IPSec và GRE. .............................................. 33 Hình 1.16: Mô hình mạng VPN vô hƣớng. ........................................................................ 34 Hình 1.17: Mạng VPN trên cơ sở IP truyền thống. .......................................................... 35 Hình 1.18: Mô hình mạng MPLS VPN. ............................................................................ 35 Hình 1.19: Ví dụ mô hình mạng MPLS VPN. ................................................................... 36 Hình 1.20: Ví dụ mô hình mạng MPLS VPN. ................................................................... 37 Hình 1.21: Mô hình đa VPN .............................................................................................. 38 Hình 2.1: Mô hình tổng quan QoS. ................................................................................... 41 Hình 2.2: Mô hình mạng IntServ. ..................................................................................... 46 Hình 2.3: Mô hình dịch vụ IntServ. ................................................................................... 48 Hình 2.4: Trao đổi thông tin với IntServ........................................................................... 49 Hình 2.5: Mô hình mạng DiffServ. .................................................................................... 50 Hình 2.6: Mô hình DiffServ tại biên và mạng lõi. ............................................................. 51 Hình 2.7: Mô hình phân loại gói tin. ................................................................................. 53 Hình 2.8: Hàng đợi trong router. ...................................................................................... 54 Hình 2.9: Hàng đợi FIFO................................................................................................... 55 Hình 2.10: Tiến trình gởi gói tin của hàng đợi ƣu tiên (PQ). ........................................... 56 Hình 2.11: Tiến trình gửi gói tin của hàng đợi CQ. .......................................................... 57 Hình 2.12: Cách lấy gói tin của WFQ. .............................................................................. 58 Hình 2.13: Tiến trình gởi gói tin của WFQ. ...................................................................... 59 Hình 2.14: Tiến trình gởi gói tin của CBWFQ. ................................................................. 60 Hình 2.15: Tiến trình gửi gói tin của hàng đợi LLQ......................................................... 60 Hình 3.1: kiến trúc tiêu đề gói tin IP. ................................................................................ 62 Hình 3.2: Các byte trƣờng TOS. ....................................................................................... 62 Hình 3.3: Các byte DSCP................................................................................................... 63 Hình 3.4: Các byte TOS của IP header định nghĩa DSCP................................................ 64 Hình 3.5: MPLS header. .................................................................................................... 65 Hình 3.6: Kiểu đƣờng ống - pipe model. ........................................................................... 67 Hình 3.7: Mô hình short pipe. ........................................................................................... 69 Hình 3.8: Mô hình uniform. ............................................................................................... 70 Hình 3.9: Mô hình các chính sách QoS trong mạng MPLS VPN. .................................... 70 Hình 3.10: Các lớp dịch vụ của QoS. ................................................................................. 71 Hình 4.1: Cấu trúc phân lớp của mạng CPT. ................................................................... 77 Hình 4.2: Mô hình tổng quan mạng TSLCD..................................................................... 78 - xii Hình 4.3: Mô hình tổng quan mạng Core. ........................................................................ 80 Hình 4.4: Mô hình lớp distribution. .................................................................................. 81 Hình 4.5: Mô hình lớp distribution/ access của mạng TSL. ............................................. 82 Hình 4.6: Mô hình lớp access của mạng TSL. ................................................................... 82 Hình 4.7: Vai trò QoS tại mỗi thiết bị trong mạng CPT. .................................................. 83 Hình 4.8: Mô hình kết nối dịch vụ videoconferencing. ..................................................... 94 Hình 4.9: Kết quả mô phỏng throughput 100 Mbps. ........................................................ 96 Hình 4.10: Kết quả mô phỏng throughput 150 Mbps. ...................................................... 97 Hình 4.11: Kết quả mô phỏng throughput 170 Mbps. ...................................................... 98 -1- MỞ ĐẦU Chất lượng dịch vụ mạng luôn là vấn đề quan tâm của cả người sử dụng và nhà cung cấp dịch vụ. Đảm bảo chất lượng dịch vụ và cung cấp các dịch vụ chất lượng cao luôn là tiêu chí hàng đầu của ngành viễn thông. Theo dõi sự phát triển của ngành công nghệ viễn thông trong các năm trở lại đây, chúng ta có thể chứng kiến nhiều bước tiến lớn trong lĩnh vực này. Với mục đích cung cấp cho người sử dụng các dịch vụ có chất lượng cao, quá trình phát triển đã bắt đầu từ công nghệ X25 vào cuối thập kỷ 70, đầu thập kỷ 80. Tiếp theo đó là công nghệ ATM trong thập kỷ 90, hướng tới mạng số băng rộng B-ISDN. Theo thời gian, các công nghệ trên cũng không đáp ứng được hết các yêu cầu về chất lượng dịch vụ. Công nghệ chuyển mạch gói IP ra đời, đây cũng là phương thức duy nhất áp dụng cho mạng Internet hiện nay. Nhưng công nghệ IP không đảm bảo được chất lượng dịch vụ, tốc độ truyền tin theo yêu cầu. Do đó, công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS đã ra đời, đáp ứng được các yêu cầu đó và nó đã thực sự chiếm lĩnh được thị trường viễn thông khó tính. Sự ra đời của công nghệ MPLS được dự báo là xu hướng tất yếu khi nhu cầu và tốc độ phát triển rất nhanh của mạng Internet đòi hỏi phải có một giao thức mới đáp ứng được tất cả các loại dịch vụ và đảm bảo chất lượng dịch vụ theo yêu cầu. Trước sự phát triển nhanh chóng của công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức và các yêu cầu về chất lượng dịch vụ, bản luận văn “Nghiên cứu chất lượng dịch vụ trong mạng MPLS/VPN” đã giới thiệu tổng quan về công nghệ MPLS, VPN, các tham số và các yêu cầu về chất lượng đối với từng kiểu dịch vụ khác nhau. Bên cạnh đó, bản luận văn còn đi sâu vào thiết kế chất lượng dịch vụ cho từng loại dịch vụ trong mạng MPLS/VPN, các thiết lập QoS trong mô hình thực tế mạng truyền số liệu chuyên dùng của các cơ quan Đảng và Nhà nước. Bố cục của luận văn gồm 4 chương:  Chương 1 : Giới thiệu chung về MPLS /VPN  Chương 2 : Giới thiệu chung về QoS  Chương 3 : Thiết kế QoS trong MPLS /VPN  Chương 4 : Mô hình thực tế mạng TSL chuyên dùng của cơ quan Đảng, Nhà nước Đảm bảo và nâng cao chất lượng dịch vụ trong viễn thông, đáp ứng được các yêu cầu của khách hàng vẫn đang là những vấn đề khó khăn đối với các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông. Do đó bản luận văn không tránh khỏi những sai sót. Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy cô giáo và các bạn. Xin gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS.TS Trần Quang Vinh người đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình hoàn thành bản luận văn này. -2- CHƢƠNG 1 Giới thiệu chung về MPLS /VPN 1. Giới thiệu MPLS 1.1. Quá trình phát triển MPLS Việc hình thành và phát triển công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS (MuliProtocol Label Switching) xuất phát từ nhu cầu thực tế, được các nhà công nghiệp viễn thông thúc đẩy nhanh chóng. Sự thành công và nhanh chóng chiếm lĩnh thị trường mà công nghệ này có được là nhờ vào việc chuẩn hoá công nghệ. Quá trình hình thành và phát triển công nghệ, những giải pháp ban đầu của các hãng như Cisco, IBM, Toshiba…, những nỗ lực chuẩn hoá của tổ chức tiêu chuẩn IETF trong việc ban hành về tiêu chuẩn MPLS. MPLS được đề xuất đầu tiên do hãng Ipsilon, một hãng rất nhỏ về công nghệ thông tin trong triển lãm về công nghệ thông tin, viễn thông tại Texas. Sau đó Cisco và hàng loạt hãng khác như IBM, Toshiba…công bố các sản phẩm công nghệ chuyển mạch của họ dưới những tên khác nhau nhưng đều cùng chung bản chất công nghệ chuyển mạch nhãn. Thiết bị định tuyến chuyển mạch tế bào của Toshiba năm 1994 là tổng đài ATM đầu tiên được điều khiển bằng giao thức IP thay cho báo hiệu ATM. Tổng đài của Ipsilon cũng là ma trận chuyển mạch ATM được điều khiển bởi khối xử lý sử dụng công nghệ IP. Công nghệ chuyển mạch thẻ của Cisco cũng tương tự nhưng có bổ sung thêm một vài kỹ thuật như lớp chuyển tiếp tương đương FEC, giao thức phân phối nhãn. Đến năm 1998 nhóm nghiên cứu IETF đã tiến hành các công việc để đưa ra tiêu chuẩn và khái niệm về chuyể mạch nhãn đa giao thức.[2] Sự ra đời của MPLS được dự báo là tất yếu khi nhu cầu và tốc độ phát triển rất nhanh của mạng Internet đòi hỏi phải có một giao thức mới đảm bảo chất lượng dịch vụ theo yêu cầu. Có rất nhiều công nghệ xây dựng trên mạng IP.  IP trên nền ATM (IPoA)  IP trên nền SDH/SONET (IPOS)  IP qua WDM  IP qua cáp quang Mỗi loại có những ưu và nhược điểm riêng. Trong đó công nghệ ATM được sử dụng rộng rãi trong các mạng IP đường trục có tốc độ cao và đảm bảo được dịch vụ, điều khiển luồng và một số đặc tính khác mà các mạng định tuyến truyền thống không có được, trong trường hợp đòi hỏi thời gian thực cao thì IPoA là giải pháp tối ưu. MPLS được hình thành dựa trên kỹ thuật đó. -3MPLS thực hiện một số chức năng sau:  Hỗ trợ các giải pháp mạng riêng ảo VPN  Điều khiển lưu lượng  Hỗ trợ cục bộ cho định tuyến IP trong các tổng đài chuyển mạch ATM Khái niệm chuyển mạch nhãn xuất phát từ hai khái niệm: Tổng đài chuyển mạch và bộ định tuyến. Xét trên góc độ chuyển mạch, phương thức điều khiển luồng, tỉ lệ giá cả và chất lượng tổng đài chuyển mạch sẽ tốt hơn bộ định tuyến. Song bộ định tuyến lại có khả năng định tuyến mềm dẻo mà tổng đài chuyển mạch không có được. Do đó, chuyển mạch nhãn ra đời là sự kết hợp và kế thừa các ưu điểm trên cũng như khắc phục những nhược điểm của cả tổng đài và bộ định tuyến truyền thống. 1.2. Các khái niệm cơ bản của mạng MPLS  Nhãn (Label): Nhãn là một thực thể có độ dài ngắn và cố định không có cấu trúc bên trong. Nhãn không trực tiếp mã hoá thông tin của mào đầu lớp mạng như địa chỉ mạng. Nhãn được gắn vào một gói tin cụ thể sẽ đại diện cho một FEC (Forwarding Equivalence Classes: Nhóm chuyển tiếp tương đương) mà gói tin được ấn định. Thường thì một gói tin được ấn định một FEC (hoàn toàn hoặc một phần) dựa trên địa chỉ đích lớp mạng của nó. Tuy nhiên nhãn không phải là mã hoá của địa chỉ đó. Nhãn trong dạng đơn giản nhất xác định đường đi mà gói tin có thể truyền qua. Nhãn được mang hay được đóng gói trong tiêu đề lớp 2 cùng với gói tin. Bộ định tuyến kiểm tra các gói tin qua nội dung nhãn để xác định các bước chuyển kế tiếp. Khi gói tin được gán nhãn, các chặng đường còn lại của gói tin thông qua mạng đường trục dựa trên chuyển mạch nhãn. Giá trị nhãn chỉ có ý nghĩa cục bộ nghĩa là chúng chỉ liên quan đến các bước chuyển tiếp giữa các LSR. [2, 13] Dạng của nhãn phụ thuộc vào phương thức truyền tin mà gói tin được đóng gói. Kiểu khung (Frame mode): Kiểu khung là thuật ngữ khi chuyển tiếp một gói nhãn gán trước tiêu đề lớp ba. Một nhãn được mã hoá với 20 bít, nghĩa là có thể có 2 mũ 20 giá trị khác nhau. Một gói có nhiều nhãn gọi là chồng nhãn (Lable stack). Ở mỗi chặng trong mạng chỉ có một nhãn bên ngoài được xem xét. [2, 17] Bảng 1.1: Nhãn gói tin MPLS của Frame mode. LABEL EX P S TTL STAC K -4LABEL=20 bits EXP (EXPERIMENTAL)=3 bits S (BOTTOM OF STACK)=1 bit TTL (TIME TO LIVE)=8 bits Trong đó:  EXP: dành cho thực nghiệm. Khi các gói tin xếp hàng có thể dùng các bít này tương tự như các bit IP ưu tiên (IP Precedence)  S: là bít cuối ngăn xếp nhãn. Bit này được thiết lập lên 1 tại nhãn cuối cùng của ngăn xếp, các nhãn khác có giá trị bít này là 0.  TTL: thời gian sống là bản sao của IP TTL. Giá trị của nó được giảm tại mỗi chặng để tránh lặp như IP. Thường dùng khi người điều hành mạng muốn che dấu cấu hình mạng bên dưới khi tìm đường từ mạng bên ngoài. Kiểu tế bào (Cell mode): Thuật ngữ này dùng khi có một mạng gồm các ATM LSR dùng trong mặt phẳng điều khiển để trao đổi thông tin VPI/VCI thay vì dùng báo hiệu ATM. Trong kiểu tế bào, nhãn là trường VPI/VCI của tế bào. Sau khi trao đổi nhãn trong mặt phẳng điều khiển, ở mặt phẳng chuyển tiếp, router cổng vào phân tách gói thành các tế bào ATM, dùng giá trị VCI/CPI tương ứng đã trao đổi trong mặt phẳng điều khiển và truyền tế bào đi. Các ATM LSR ở phía trong hoạt động như chuyển mạch ATM-chúng chuyển tiếp một tế bào dựa trên VPI/VCI vào và thông tin cổng ra tương ứng. Cuối cùng, router cổng ra sắp xếp các tế bào thành một gói. [2, 17] Kiểu khung PPP hoặc Ethernet, giá trị nhận dạng giao thức P-ID (hoặc Ethernet type) được chèn vào mào đầu khung tương ứng để thông báo khung là MPLS đơn hướng hay đa hướng. Tiêu đề IP Gói tin IP Tiêu đề Shim VPI/VCI Dữ liệu Tiêu đề IP Dữ liệu Hình 1.1: Lớp liên kết dữ liệu là ATM. -5Tiêu đề IP Gói tin IP Tiêu đề IP Tiêu đề Shim Dữ liệu Dữ liệu Dữ liệu DLCI Hình 1.2: Lớp liên kết dữ liệu Frame-relay. Tiêu đề PPP Tiêu đề Shim Tiêu đề gói PPP trên SDH Tiêu đề lớp 3 Nhãn Tiêu đề MAC LAN Tiêu đề MAC Tiêu đề Shim Tiêu đề lớp 3 Hình 1.3: Nhãn trong Shim-giữa lớp 2 và lớp 3.  Ngăn xếp nhãn (Lable stack): Là một tập hợp thứ tự các nhãn gán theo gói để chuyển tải thông tin về nhiều FEC và về các LSP tương ứng mà gói đi qua. Ngăn xếp nhãn cho phép MPLS hỗ trợ định tuyến phân cấp (một nhãn cho EGP và một nhãn cho IGP) và tổ chức đa LSP trong một trung kế LSP. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho chế độ hoạt động đường hầm  Bảng chuyển tiếp chuyển mạch nhãn: Chứa thông tin về nhãn vào, nhãn ra, giao diện vào, giao diện ra.  Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn ( LSR-Lable Switching Router ): Là thiết bị chuyển mạch hay thiết bị định tuyến sử dụng trong mạng MPLS để chuyển các gói tin bằng thủ tục phân phối nhãn. Có một số loại LSR như LSR, LSRATM….  Lớp chuyển tiếp tương đương ( FEC-Forward Equivalence Class ): -6FEC là một nhóm các gói, nhóm các gói này chia sẻ cùng yêu cầu trong sự chuyển tiếp chúng qua mạng. Tất cả các gói trong một nhóm như vậy được cung cấp cùng cách chọn đường tới đích. Khác với chuyển tiếp IP truyền thống, trong MPLS việc gán một gói cụ thể vào một FEC cụ thể chỉ được thực hiện một lần khi các gói vào trong mạng. MPLS không ra quyết định chuyển tiếp với mỗi datagram lớp 3 mà sử dụng khái niệm FEC. FEC phụ thuộc vào một số các yếu tố, ít nhất là phụ thuộc vào địa chỉ IP và có thể là phụ thuộc cả vào kiểu lưu lượng trong datagram (thoại, dữ liệu, fax…). Sau đó dựa trên FEC, nhãn được thoả thuận giữa các LSR lân cận từ lối vào tới lối ra trong một vùng định tuyến. Mỗi LSR xây dựng một bảng để xác định xem một gói phải được chuyển tiếp như thế nào. Bảng này được gọi là cơ sở thông tin nhãn (LIB: Label Information Base), nó là tổ hợp các ràng buộc FEC với nhãn (FECto-label). Và nhãn lại được sử dụng để chuyển tiếp lưu lượng qua mạng.  Cơ sở thông tin nhãn ( LIB-Label Information Base ): Là bảng kết nối trong LSR có chứa giá trị nhãn/ FEC được gán vào cổng ra cũng như thông tin về đóng gói dữ liệu truyền tin để xác định phương thức một gói tin được chuyển tiếp.  Tuyến chuyển mạch nhãn ( LSP-Label Switching Path ): Là tuyến tạo ra từ đầu vào đến đầu ra của mạng MPLS dùng để chuyển tiếp gói của một FEC nào đó sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn. Các tuyến chuyển mạch nhãn chứa một chuỗi các nhãn tại tất cả các nút dọc theo tuyến từ nguồn tới đích. LSP được thiết lập trước khi truyền dữ liệu hoặc trong khi xác định luồng dữ liệu nào đó. Các nhãn được phân phối bằng các giao thức như LDP, RSVP. Mỗi gói dữ liệu được đóng gói lại và mang các nhãn trong suốt thời gian di chuyển từ nguồn tới đích. Chuyển mạch dữ liệu tốc độ cao hoàn toàn có thể thực hiện dựa theo phương pháp này, vì các nhãn có độ dài cố định được chèn vào phần đầu của gói tin hoặc tế bào và có thể được sử dụng bởi phần cứng để chuyển mạch nhanh các gói giữa các liên kết.  Gói tin dán nhãn: Gói tin dán nhãn là gói tin mà nhãn được mã hóa trong đó. Trong một số trường hợp, nhãn nằm trong mào đầu của gói tin dành riêng cho mục đích dán nhãn. Trong các trường hợp khác, nhãn có thể được đặt chung vào trong mào đầu lớp mạng và lớp liên kết dữ liệu miễn là ở đây có thể dùng được cho mục đích dán nhãn. Công nghệ mã hoá được sử dụng phải phù hợp với cả thực thể mã hoá và thực thể giải mã nhãn.  Ấn định và phân phối nhãn: Trong mạng MPLS, quyết định để kết hợp một nhãn L cụ thể với một FEC cụ thể là do LSR phía trước thực hiện. LSR phía trước sau khi kết hợp sự thông báo với LSR phía sau về sự kết hợp đó. Do vậy, các nhãn được LSR phía trước ấn định và các kết hợp nhãn được phân phối theo hướng từ LSR phía trước tới LSR phía sau. -7 Cơ cấu báo hiệu  Yêu cầu nhãn: Một LSR yêu cầu một nhãn từ dòng xuống lân cận nên nó có thể liên kết đến FEC xác định. Cơ cấu này có thể dùng để truyền đến các LSR tiếp theo cho đến LER lối ra.  Đáp ứng nhãn: Để đáp ứng một yêu cầu nhãn, LSR luồng xuống sẽ gửi một nhãn đến các bộ khởi động luồng lên sử dụng cơ cấu ánh xạ nhãn.[2] Lối vào LER Đáp ứng nhãn Ví dụ nhãn 2 LSR Yêu cầu nhãn Cho đích C Bộ định tuyến B Đáp ứng nhãn Ví dụ nhãn 5 Yêu cầu nhãn Cho đích C Bộ định tuyến C Hình 1.4: Cơ cấu báo hiệu. 1.3. Các thành phần cơ bản của mạng MPLS Mạng MPLS bao gồm nhiều nút có chức năng định tuyến và chuyển tiếp nối với nhau. Mỗi nút tương ứng với một thiết bị LSR. Mạng MPLS có thể được chia thành hai miền là miền lõi MPLS và miền biên MPLS. Tương ứng với mỗi miền ta có thiết bị tương đương: [2] LSR biên LSR lõi Hình 1.5: Mô hình mạng MPLS. -8- Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn: Là thành phần quan trọng nhất trong mạng MPLS, nó là bộ định tuyến tốc độ cao trong mạng lõi MPLS tham gia vào việc thiết lập đường chuyển mạch nhãn LSP sử dụng các giao thức báo hiệu nhãn thích hợp và chuyển các gói dữ liệu trong phạm vi mạng MPLS dựa trên các tuyến đã thiết lập bằng các thủ tục phân phối nhãn. - ATM-LSR: Là các tổng đài ATM có thể thực hiện các chức năng như LSR. Các ATM-LSR thực hiện chức năng định tuyến gói IP, gán nhãn trong mảng điều khiển và chuyển tiếp số liệu theo cơ chế chuyển mạch tế bào ATM trong mảng số liệu. Có thể sử dụng giao thức MPLS trong mảng điều khiển để thiết lập kênh ảo ATM, chuyển tiếp tế bào đến nút ATM-LSR tiếp theo. Do đó, các tổng đài ATM có thể nâng cấp phần mềm để thực hiện chức năng của LSR. - Bộ định tuyến biên nhãn: Là thiết bị hoạt động tại biên của mạng truy nhập và mạng MPLS. LER hỗ trợ nhiều cổng kết nối từ những mạng khác như Frame-Relay, ATM, Ethernet. Nó tiếp nhận hay gửi đi các gói tin đến hay đi từ các mạng khác đó tới mạng MPLS sau khi thiết lập đường chuyển mạch nhãn. LER có vai trò rất quan trọng trong việc gán và tách nhãn khi gói tin đi vào hay đi ra khỏi mạng MPLS. Các LER này có thể là bộ định tuyến lối vào (Ingress Router) hoặc là bộ định tuyến lối ra (Egress Router). [2][14] - Bộ định tuyến biên lối vào nhận gói tin IP, kiểm tra lại lớp 3 và đặt vào ngăn xếp nhãn trước khi gửi gói tin vào mạng LSR. - Bộ định tuyến biên lối ra nhận gói tin có nhãn, loại bỏ nhãn kiểm tra lại lớp 3 và chuyển tiếp gói tin IP đến nút tiếp theo. ATM-LSR biên: - Nhận gói có nhãn hoặc không có nhãn phân vào các tế bào ATM và chuyển tiếp các tế bào đến nút tiếp theo. Nhận các tế bào ATM từ ATM-LSR cận kề tái tạo các gói từ các tế bào ATM và chuyển tiếp gói có nhãn hoặc không có nhãn. 1.4. Phân biệt chuyển mạch nhãn và chuyển mạch thông thƣờng Có ba điểm phân biệt quan trọng giữa chuyển mạch nhãn và định tuyến gói tin IP thông thường: Bảng 1.2 : Phân biệt chuyển mạch nhãn và IP. Đặc điểm Phân tích mào đầu IP Định tuyến thông thƣờng Tồn tại ở mọi nút mạng Chuyển mạch nhãn Chỉ tồn tại nút biên