link tải miễn phí
LỜI MỞ ĐẦU
Trong những năm qua, nghành công nghệ viễn thông đã áp dụng công nghệ chuyển mạch có thể phối hợp ưu điểm của IP và ATM để đáp ứng nhu cầu phát triển của mạng lưới trong giai đoạn tiếp theo. Một trong những công nghệ được áp dụng là công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS.
Công nghệ MPLS là kết quả của việc kết hợp công nghệ chuyển mạch IP sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn của ATM để tăng tốc độ truyền gói tin mà không cần thay đổi các giao thức định tuyến của IP. MPLS tách chức năng của IP thành 2 phần riêng biệt chức năng chuyển gói tin và chức năng điều khiển. Bên cạnh đó MPLS cũng hỗ trợ việc quản lý dễ dàng hơn.
MPLS đã được lựu chọn để đơn giản hóa và tích hợp trong mạng lõi. Nó cho phép các nhà khai thác giảm chi phí, đơn giản hóa việc quản lý lưu lượng và hộ trợ các dịch vụ Internet. Quan trọng hơn cả, nó là bước tiến trong việc hướng tới một mạng thế hệ mới tích hợp tất cả các dịch vụ thoại, dữ liệu…
Mạng riêng ảo VPN là một trong những ứng dụng rất quan trọng trong mạng MPLS. Các công ty, doanh nghiệp đặc biệt các công ty đa quốc gia có nhu cầu rất lớn về loại hình dịch vụ này. Với VPN, họ hoàn toàn có thể sử dụng các dịch vụ viễn thông, truyền số liệu nội bộ với chi phí thấp, an ninh bảo đảm. Đây là một ứng dụng quan trọng đáp ứng các yêu cầu của mạng riêng sử dụng hạ tầng thông tin quốc gia với những yêu cầu khác nhau về độ an toàn, bảo mật và chất lượng dịch vụ.
Nắm bắt được những vấn đề trên em đã được thầy giáo Ths.Nguyễn Đức Minh hướng dẫn làm đề tài về công nghệ MPLS.Nội dung đồ án của em bao gồm 3 chương :
Chương 1 Giới thiệu về công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS
Chương 2 Giới thiệu về công nghệ VPN
Chương 3 Ứng dụng công nghệ chuyển mạch nhãn trong mạng riêng ảo.
SINH VIÊN
Tống Như Lân
Chương 1
GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN MPLS
1.1 Giới thiệu:
MPLS (Multi-Protocol Label Switching) kết hợp đặc tính tốc độ và hiệu suất của các mạng chuyển gói với đặc tính linh hoạt các mạng chuyển mạch nhằm cung cấp giải pháp tốt nhất cho việc tích hợp voice, video và dữ liệu. Giống như các mạng chuyển mạch, MPLS thiết lập con đường kết nối cuối đến cuối trước khi truyền tải thông tin, và các con đường này được chọn dựa vào yêu cầu của ứng dụng. Mặt khác, giống như các mạng gói, các ứng dụng và người dùng có thể chia sẻ chung một kết nối. Các ứng dụng MPLS có thể thay đổi rất rộng, từ mạng phân phát dữ liệu đơn giản tới các mạng nâng cao với khả năng đảm bảo phân phát dữ liệu có kèm thông tin dành cho con đường phụ.
Công nghệ mới MPLS đã xuất hiện và hứa hẹn những năng lực hỗ trợ rất lớn của WAN cho các doanh nghiệp. Các doanh nghiệp, tổ chức được đề cập ở đây có thể là bất kỳ một tổ chức nào, tập đoàn kinh tế, cơ quan chính phủ, hay hệ thống giáo dục. Một cách tiếp cận đáp ứng được các yêu cầu trên được biết đến hiện nay là công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS. Các nhà cung cấp dịch vụ đang triển khai MPLS trên khắp mạng đường trục với sự quan tâm đặc biệt bởi khả năng vượt trội trong cung cấp dịch vụ chất lượng cao qua mạng IP, bởi tính đơn giản, hiệu quả và quan trọng nhất là khả năng triển khai VPN. Công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức là một trong nhưng công nghệ tiến được một số hãng nổi tiếng chuyên về viễn thông đầu tư, nghiên cứu và đưa ra được nhưng tiêu chuẩn quốc tế. Với những ưu điểm nổi bật của MPLS mà nó đưa lại cho ngành viễn thông. MPLS
1.2 Sơ lược về sự ra đời của công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS
MPLS là khái niệm được đưa ra bởi hãng Ipsilon, một hãng về công nghệ thông tin trong triển lãm về công nghệ thông tin, viễn thông. Một thời gian sau đó, Cisco và một loạt các hãng khác cũng đưa ra các sản phẩm của họ sử dụng công nghệ chuyển mạch được đặt dưới nhiều tên khác nhau nhưng đều cùng chung bản chất đó là công nghệ chuyển mạch dựa trên nhãn.
Năm 1994 hãng Toshiba cho đưa ra thiết bị thiết bị định tuyến chuyển đổi tế bào (CSR) là tổng đài ATM đầu tiên được điều khiển bằng giao thức IP thay cho báo hiệu ATM. Tổng đài IP của Ipsilon về bản chất là một ma trận chuyển mạch ATM được điều khiển bởi khối xử lý sử dụng công nghệ IP.
Sự ra đời của MPLS khi nhu cầu và tốc độ phát triển rất nhanh của mạng Internet yêu cầu phải có một giao thức mới đảm bảo chất lượng dịch vụ theo yêu cầu đồng thời phải đơn giản và tốc độ xử lý phải rất cao. Mỗi công nghệ có ưu điểm và nhược điểm nhất định. Công nghệ ATM được sử dụng rộng rãi trên toàn cầu trong các mạng IP xương sống do tốc độ cao, chất lượng dịch vụ QoS, điều khiển luồng và các đặc tính khác của nó mà các mạng định tuyến truyền thống không có, nó cũng được phát triển để hỗ trợ cho IP. Trong các trường hợp đòi hỏi thời gian thực cao, IPOA (IP qua ATM) sẽ là sự lựa chọn tối ưu.
IPOA truyền thống là một công nghệ được ghép dựa trên công nghệ IP lớp 3 và công nghệ ATM lớp 2. Các giao thức của hai lớp là hoàn toàn độc lập với nhau. Chúng được kết nối với nhau bằng một loạt các giao thức. Cách tiếp cận này hình thành tự nhiên và nó được sử dụng rộng rãi. Đây là vấn đề để giải quyết vấn đề khi dung lượng mạng tăng lên và một số vấn đề khác.
• Trong phương pháp ghép này chúng ta cần kết nối mạng ảo cố định (PVC) cho tất cả các điểm để thiết lập với tất cả các kết nối. Duy trì hoạt động và ngắt kết nối giữa các điểm. Khi mạng mở rộng, tiêu đề sẽ ngày càng lớn với mức độ quá tải.
• Phương pháp lai ghép phân chia toàn bộ IPOA thành rất nhiều các Mạng con Logic IP (LIS), với các LIS trong cùng một mạng vật lý. Các Mạng con Logic IP được kết nối nhờ các bộ định tuyến trung gian. Cấu hình multicast giữa các Mạng con Logic IP khác nhau trên một mặt và giữa các bộ định tuyến này sẽ trở nên hạn chế khi luồng lưu lượng lớn đi qua. Cấu hình như vậy chỉ áp dụng cho các mạng nhỏ như mạng doanh nghiệp, mạng trường học v.v… Không phù hợp với nhu cầu cho các mạng lớn Internet trong tương lai, cả hai đều khó mở rộng, và phát triển.
Điều này tạo nên sự liên kết giữa chúng phụ thuộc vào một loạt các giao thức phức tạp và các bộ định tuyến xử lý các giao thức này. Sự phức tạp sẽ gây ra các mối bất lợi đến độ tin cậy của các mạng. Chuyển mạch nhãn sử dụng một thiết bị tương tự như bộ định tuyến để điều khiển thiết bị chuyển mạch phần cứng ATM, do vậy công nghệ này có được tỉ lệ giữa giá thành và chất lượng có thể sánh được với tổng đài. Nó kết hợp một cách hoàn hảo ưu điểm của các tổng đài chuyển mạch với ưu điểm của các bộ định tuyến.
Một số ưu điểm của chuyển mạch đa giao thức MPLS
Chuyển mạch MPLS làm tăng hiệu quả chuyển tiếp gói tin của các bộ định tuyến lõi qua việc sử dụng các chức năng gán và phân phối nhãn gắn với các dịch vụ định tuyến lớp mạng khác nhau. Và việc phân chia nhãn hoàn toàn độc lập với bộ định tuyến trong mạng nhằm tăng tốc độ xử lý gói tin khi truyền trên mạng. Một số yếu tố mà chúng ta cần quan tâm đến cộng nghệ chuyển mạch nhãn MPLS.
Khả năng làm viêc của cộng nghệ chuyển mạch nhãn
Tốc độ là một vấn đề quan trọng của chuyển mạch nhãn và tăng quá trình xử lý lưu lượng người dùng trên mạng. Các dịch vụ tốc độ cao không phải là quyết định tất cả các yếu tố nhưng gì mà chuyển mạch nhãn cung cấp. Chuyển mạch nhãn còn có thể cung cấp mềm dẻo các chức năng khác nhau để đáp ứng các nhu cầu của người dùng Internet, thay vì sử dụng địa chỉ IP mà bộ định tuyến cần xử lý thì chuyển mạch nhãn cho phép các địa chỉ này gắn với một hay vài nhãn, của chuyển mạch làm giảm kích thước bảng địa chỉ và cho phép bộ định tuyến hỗ trợ nhiều người sử dụng hơn. Hệ thống chuyển mạch nhãn xử lý một cách linh hoạt số lượng người dùng.
Tốc độ độ xử lý gói tin
Các gói tin được truyền đi trên đường truyền dựa vào các phần mềm điều khiển lưu lượng trên mạng, độ trễ được xác định chủ yếu trong quá trình này là quá trình xử lý định tuyến để tìm ra phương án thích hợp cho các gói tin đầu vào. Trong quá trình phát triển thì việc tìm cách đưa ra nhưng phương pháp tối ưu nhất nhằm giảm được tốc độ trễ của gói tin đầu vào, nhưng lưu lượng truyền tải luôn lớn hơn khả năng xử lý và dẫn đến việc mất gói tin, hay tắc nghẽn mạng trên đường truyền. Việc này dẫn đến làm giảm hiệu năng truyền tải của mạng một cách đáng kể. Công nghệ MPLS đưa ra một cách đánh giá khác với chuyển tiếp gói tin IP thông thường, sẽ cung cấp một giải pháp hiệu quả để giải quyết vấn đề trên. Chuyển mạch nhãn thực hiện quá trình gán nhãn cho gói tin đầu vào và sử dụng nhãn để truy nhập vào bảng chuyển tiếp tại bộ định tuyến như một chỉ số của bảng. Quá trình truy nhập này chỉ yêu cầu duy nhất cho một truy nhập tới bảng thay vì hàng ngàn quá trình tìm kiếm được thực hiện trong bảng định tuyến truyền thống. Kết quả là các hoạt động này hiệu quả hơn và vì vậy lưu lượng người sử dụng trong gói tin được gửi qua mạng nhanh hơn, giảm độ trễ và thời gian đáp ứng tốt hơn cho các chuyển giao thông tin giữa các người sử dụng.
Tính chuẩn hoá của công nghệ chuyển mạch nhãn
Chuyển mạch nhãn chính là sự đơn giản trong các giao thức chuyển tiếp gói tin, dựa trên nhãn của nó được cấp. Tuy nhiên, cần có các kỹ thuật điều khiển cho qua trình liên kết nhãn và đảm bảo tính tương quan giữa các nhãn với luồng lưu lượng người sử dụng, các kỹ thuật này nhiều khi có khó khăn nhưng chúng không gây ảnh hưởng tới hiệu năng lưu lượng của người dùng. Sau khi đã gán nhãn vào lưu lượng người dùng thì hoạt động chuyển mạch nhãn có thể đưa vào trong phần mềm, trong các mạch tích hợp trong bộ xử lý đặc biệt.
Điều khiển định tuyến
Định tuyến trong mạng Internet được thực hiện với các địa chỉ IP. Có rất nhiều các thông tin được lấy ra từ tiêu đề gói tin IP để thực hiện quá trình định tuyến này. Trường kiểu dịch vụ IP, địa chỉ cổng vv…, là một phần của quyết định chuyển tiếp gói tin. Nhưng định tuyến theo đích là phương pháp chuyển tiếp gói tin thông thường nhất hiện đang sử dụng.
Định tuyến theo địa chỉ đích không phải là phương pháp luôn đem lại hiệu quả. Các vấn đề lặp vòng trên mạng cũng như sự khác nhau về kiến trúc mạng sẽ là các trở ngại trên mặt bằng điều khiển chuyển tiếp gói tin đối với phương pháp này. Một vấn đề nữa được đặt ra là các nhà cung cấp thiết bị. Việc sử dụng phương pháp định tuyến dựa theo địa chỉ đích theo cách riêng của họ. Một số thiết bị cho phép người quản trị mạng chia sẻ lưu lượng, trong khi một số khác sử dụng các trường chức năng (TOS), chỉ số cổng vv…
Định tuyến dựa trên IP thường gắn với các giao thức chuyển mạch nhãn, như Chuyển tiếp khung (FR), ATM hay MPLS. Phương pháp này sử dụng các trường chức năng trong tiêu đề gói tin IP như: địa chỉ cổng, nhận dạng giao thức IP hay kích thước của gói tin. Các trường chức năng này cho phép mạng phân lớp dịch vụ thành các kiểu lưu lượng và thường thực hiện tại các nút đầu vào mạng.
/file/d/0Bz7Zv9 ... sp=sharing
