MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GIAO THỨC INTERNET VÀ
CÔNG NGHỆ MPLS 3
1.1 Mô hình tham chiếu OSI: 3
1.2 Mô hình và bộ giao thức TCP/IP: 4
1.3 Giới thiệu về chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS. 5
1.3.1 “Routing layer 3” và “Switching layer 2”. 5
1.3.2 Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS 6
1.3.2.1 Định nghĩa MPLS. 6
1.3.2.2 Những giao thức trước MPLS. 7
1.3.2.3 Các điều kiện để triển khai một hạ tầng mạng MPLS 7
1.3.2.4 Những lợi ích của mạng MPLS. 8
1.4 Lịch sử phát triển của MPLS : 8
1.4.1 Tag Switching đến MPLS. 8
1.4.2 Một số ứng dụng của mạng MPLS. 9
1.5 Tổng kết chương : 10
CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC CỦA MPLS 11
2.1 Cấu trúc của một nhãn MPLS. 11
2.1.1 Nhãn (Label). 11
2.1.2 Ngăn xếp nhãn (Label Stacking) 11
2.1.3. Vị trí của nhãn(Label) trong các Frame Layer 2 12
2.2 Vị trí của MPLS trong mô hình OSI 13
2.3 Label Switch Router 14
2.4 Label Switched Path 15
2.5 Forwarding Equivalence Class 16
2.6 Phân phối nhãn 16
2.7 Phân phối nhãn với LDP 18

5.1 Tổng quan về phương pháp chuyển mạch Cisco IOS 53
5.1.1 Process Switching 54
5.1.2 Fast Switching 55
5.1.3 CEF Switching 55
5.2 Tại sao phải sử dụng CEF trong mạng MPLS 56
Hình 5.1 Tra cứu bảng CEF và LFIB 57
5.2.1 Các thành phần của CEF 57
Hình 5.2 Tổng quan về CEF 58
5.2.2 Adjacency Tabel (Bảng liên kết liền kề) 58
5.3 Hoạt động của CEF 59
CHƯƠNG 6: 61
CẤU HÌNH CƠ BẢN MPLS 61
6.1 Cấu hình và kiểm tra MPLS Frame Mode. 61
6.2 Tóm tắt các dòng lệnh dùng để cấu hình cơ bản MPLS. 66
Chương 7: 70
MPLS VPN 70
7.1 Tổng quan về VPN 70
7.2 Các khái niệm và mô hình VPN 70
7.3 Cấu trúc MPLS VPN và các thuật ngữ 71
7.4 Mô hình định tuyến MPLS VPN 73
7.4.1 Virtual Routing and Forwarding table (VRF) 75
7.4.2 Router Distinguisher, Router Targets, MP-BGP, và
Address Families 76
7.5 Chuyển tiếp gói tin trong mạng MPLS VPN 79
7.6 Cấu hình cơ bản MPLS VPN 82
7.7 Các dòng lệnh dùng để cấu hình MPLS VPN 89
KẾT LUẬN 91
TÀI LIỆU THAM KHẢO 92

23. Hình 3.10- Các TTL được truyền qua các node MPLS trong
trường hợp Label-to-Label qua các hoạt động Swap, push,
pop………………………………………………………………… 33
24. Hình 3.11- ICMP “Time Exceeded” được gửi trở lại bởi một bộ
định tuyến trong một mạng IP……………………………………34
25. Hình 3.12- Thay đổi giá trị MPLS MTU……………………… 35
26. Hình 4.1- Mô hình mạng được sử dụng trong chương 4…… 40
27. Hình 4.2- Cấu hình cơ bản MPLS LDP…………………………42
28. Hình 4.3- Thông điệp “LDP Hello” được gửi giữa LSR qua giao
thức UDP……………………………………………………………43
29. Hình 4.4- LDP discovery…………………………………………44
30. Hình 4.5- Show mpls interface………………………………… 44
31. Hình 4.6- Không có định tuyến……………………………….…46
32. Hình 4.7- Ví dụ về một LDP session…………………………… 47
33. Hình 4.8- LDP neighbor hold time và KA interval…………….48
34. Hình 4.9- Chuyển đổi địa chỉ mặc định LDP………………… 49
35. Hình 4.10- Ví dụ của bảng LIB………………………………… 50
36. Hình 4.11- Ví dụ về một targeted hello trên mạng…………….53
37. Hình 5.1- Tra cứu bảng CEF và LFIB……………………….….58
38. Hình 5.2- Tổng quan về CEF………………………………….…59
39. Hình 5.3- Layer 3 tra cứu và layer 2 rewrite khi chuyển tiếp một
gói tin IP………………………………………………………….…61
40. Hình 6.1- Cấu hình MPLS Frame mode…………………… ….62
41. Hình 6.2- Sơ đồ cấu hình MPLS frame mode cơ bản……… 63
42. Hình 6.3- Kiểm tra chức năng CEF trên router…………….…65
43. Hình 6.4- Kiểm tra sự chuyển tiếp MPLS trên cổng………….66 44. Hình 6.5- Kiểm tra trạng thái LDP…………………………… 66
45. Hình 6.6- Xác định LDP neighbor…………………….……… 67

ICMP: Internet Control Message Protocol
OSPF: Open Shortest Path First
IS-IS: Intermediate System to Intermediate System
EIGRP: Enhanced Interior Gateway Routing Protocol
CEF: Cisco Express Forwarding
VRF: Virtual Routing Forwarding
RD: Route Distinguisher
RT: Route Targets
MP-BGP: Multiprotocol-Boder Gateway Protocol
AS: Autonomous System
RFC: Request For Comment

Trang 1

MỞ ĐẦU Mạng Internet ngày càng phát triển, thì số lượng các dịch vụ ngày
càng tăng lên một cách mạnh mẽ. Các nhu cầu dối với các dịch vụ đa
phương tiện cũng tăng lên. Mạng IP truyền thống không thể đáp ứng
đầy đủ các yêu cầu của khách hàng. Cùng với sự phát triển của mạng
IP, các giải pháp công nghệ mới được áp dụng như: ATM, Frame
Relay và đã phần nào giải quyết được các yêu cầu của người sử dụng.
Tuy nhiên, các công nghệ này vẫn còn tồn tại một số hạn chế nhất định.
Vì vậy, công nghệ mạng MPLS đã được phát triển.
MPLS không thay thế cho mạng IP, mà sẽ hoạt động song song
với các công nghệ mạng đang tồn tại và các công nghệ mạng mới trong
tương lai.
Vì vậy, em nhận đề tài “Tìm hiểu công nghệ mạng MPLS” để tìm
hiểu sâu sắc hơn bản chất của công nghệ mạng MPLS. Khóa luận tốt

chức tiêu chuẩ
n qu
Mục tiêu củ
a mô hình OSI:
 Kết nố
i các s
các hoạt độ
ng chu
th
ông tin. Mô hình OSI chia ho
phần nhỏ
hơn, đơn gi
 Ngăn ch
ặ
hưởng đến các l
ớ
và nhanh chóng hơn.
Mô hình OSI g

Trang 3
CHƯƠNG 1:
NG QUAN V
Ề GIAO THỨ
C INTERNET VÀ CÔNG
NGHỆ MPLS
1.1 Mô hình tham chi
ếu OSI:
Mô hình OSI “Open System Interconnection” là m
ộ
t mô hình c


Mô hình OSI g
ồm có 7 lớp :
Hình 1.1- Mô hình tham chiế
u OSI
C INTERNET VÀ CÔNG

t mô hình c
ơ sở
ng. Năm 1971, mô h
ình OSI được
ISO “The International Organization” t
ổ
ng năm 1984.

t khác nhau , t
ổng hợp
n thông và h
ệ thống
ng thành nh
ững
o sát và tìm hi
ểu hơn .
ộ
t lớp làm ảnh
phát tri
ển độc lập
u OSI

Trang 4

c truy
kiểm tra tất cả
các thông tin có liên quan t
Thông tin này sau đó đư
bảng định tuyế
n “Routing tabel” đ
mà gói tin sẽ
đi đ
trên mạng và m
ỗ
Ưu và như
ợ
định tuyến để
xác đ
băng thông (Bandwidth ) đ
đường đi, trọ
ng s
phí truyề
n thông đ
mạ
ng IP, cho phép các b
đổi thông tin m
ộ
Trang 5
Hình 1.2- Mô hình TCP/IP
ề
chuyển mạch nhãn đa giao thứ
c MPLS.
1.3.1 “Routing layer 3” và “Switching layer 2”.


ng s
ố, kích thước tối đa củ
a gói tin (MTU), đ
n thông đ
ể thuận tiện cho việc trao đổ
i thông tin gi
ng IP, cho phép các b
ộ định tuyến xây dựng bảng đị
nh tuy
ộ
t cách linh hoạt . Nhược điểm là chiế
m d
c MPLS.

a trên m
ạng phân cấp,
nh tuy
ến “router” sẽ
n tiêu đ
ề của lớp 3.
cho vi
ệc tra cứu
t “Next Hop” t
iếp theo
i b
ộ định tuyến
n gói tin đư
ợc xác định .
c thi các thu
ật toán

tuyến ở tầng ba và chuyển mạch ở tầng hai cho phép truyền tải các gói
tin rất nhanh trong mạng lõi và định tuyến tốt ở mạng biên bằng cách
dựa vào nhãn. Các nhãn của giao thức MPLS được quảng bá giữa các
router để các router này có thể xây dựng một bản đồ các nhãn. Các nhãn
này được gắn vào gói tin IP, để cho phép các router chuyển tiếp các lưu
lượng này thông qua nhãn chứ không dùng địa chỉ IP đích. Các gói tin
được chuyển tiếp bằng chuyển mạch nhãn thay vì chuyển mạch IP
truyền thống.
Trang 7

Chuyển mạch nhãn là một công nghệ không mới. Công nghệ Frame
relay và ATM (Asynchronous Tranfer Mode) sử dụng công nghệ này để
truyền các “Frame” hoặc các “Cell” qua một mạng. Tương tự giữa
Frame relay và ATM tại mỗi “Hop” trên mạng, giá trị nhãn trong phần
header bị thay đổi. Khác với chuyển tiếp các gói tin IP, khi một router
chuyển tiếp một gói tin IP, nó sẽ không thay đổi những giá trị có liên
quan đến đích đến của gói tin. Có nghĩa là nó sẽ không thay đổi địa chỉ
IP đích của gói tin. Thực tế là nhãn của MPLS được sử dụng để chuyển
tiếp các gói tin mà không dùng đến địa chỉ IP đích.
1.3.2.2 Những giao thức trước MPLS.
Trước khi MPLS hình thành thì có một số giao thức WAN phổ biến
như là : ATM và Frame Relay. Mạng WAN cần rất nhiều chi phí để xây
dựng để có thể tích hợp được nhiều giao thức khác nhau nhưng với sự
phát triển của Internet, IP đã trở thành một giao thức phổ biến, IP có
mặt khắp mọi nơi. Mạng VPN (Virtual private Network) được tạo ra
trên những giao thức mạng WAN này. Khách hàng sẽ thuê những
đường truyền ATM và Frame Relay này, hoặc sử dụng những đường
truyền thuê này và xây dựng mạng riêng của mình trên nó. Bởi vì những
router của nhà cung cấp dịch vụ cung cấp những dịch vụ ở tầng 2
chuyển sang tầng 3 của những router khách hàng. Chia tách giữa các

nhãn vào và nhãn ra. Mỗi “Tag Switching Router” phải phù hợp với
những giá trị “Tag” trên gói tin đến sau đó hoán đổi những giá trị này
và chuyển gói tin đến một node kế tiếp của mạng.
Trang 9

Sau đó, các tiêu chuẩn IETF về chuyển mạch thẻ “Tag switching”
chuyển đổi thành MPLS. IETF phát hành RFC đầu tiên trên MPLS –
RFC 2547 vào năm 1999. Các công nghệ chuyển mạch thẻ “Tag
Switching” điều được chuyển đổi thành các tiêu chuẩn về MPLS. Kết
quả của điều này là có rất nhiều thuật ngữ đã thay đổi. Bảng 1.1 trình
bày một cái nhìn tổng quan về các thuật ngữ cũ và mới.

Bảng 1.1 – Bảng các thuật ngữ cũ và mới cho Tag Switching
/MPLS
1
TDP: Tag Distribution Protocol
2
LDP: Label Distribution Protocol
3
TFIB: Tag Forwarding Information Base
4
LFIB: Label Forwarding Information Base
5
TSR: Tag Switching Router
6
LSR: Label Switching Router
7
TSC: Tag Switch Controller
8
LSC: Label Switch Controller


Trang 11

CHƯƠNG 2:
CẤU TRÚC CỦA MPLS
2.1 Cấu trúc của một nhãn MPLS.
2.1.1 Nhãn (Label).
Một nhãn MPLS gồm 32 bit có một cấu trúc nhất định. Hình 2.1 cho
thấy cấu trúc của một nhãn MPLS.

Hình 2.1: Cú pháp của một Label MPLS
 Nhãn (Label): Có giá trị từ 0 - 2^20-1 hay 1048575. Trong đó bit
0-15 là bit dành riêng không sử dụng.
 EXP (Experimental): Dùng cho QoS (Quality of Service)
 BoS(Bottom of Stack):Cho biết đây có phải là nhãn cuối cùng
của chồng nhãn hay chưa. Nếu là 1 thì nhãn này là nhãn cuối cùng, nếu
là 0 thì đây là nhãn trên cùng của chồng nhãn (Stack Label).
 TTL (Time-To-Live): Có chức năng tương tự như chức năng
TTL của IP Header.
2.1.2 Ngăn xếp nhãn (Label Stacking)
Router trong MPLS mạng cần nhiều hơn một Label để có thể định
tuyến cho gói tin đi qua mạng MPLS. Điều này có thể thực hiện bằng
Trang 12

cách đóng gói các Label vào một ngăn xếp (Stack). Label đầu tiên của
ngăn xếp được gọi là “top label”, và Label cuối cùng gọi là “bottom
label”. Hình 2.2- Ngăn xếp Label

Mô hình này ban
vớ
i OSI, mô hình này ch
riêng, mà nó là m
“Forwarding Plane”
là một giao thứ
c t
tuyến hoặ
c có sơ đ
Trang 13
p nhãn chèn sau PPP header nh
ưng ở trướ
c IPv4 header. vì ng
nhãn trong frame Layer 2
được đặt trướ
c header Layer 3 ho
n khác, c
ần phải có các giá trị mớ
i cho trư
ng Data Link, ch
ỉ rõ Layer 2 header là gói tin MPLS
đư
a MPLS trong mô hình OSI

ế
u làm việc với các giao thức lớ
p 2 và l
ng trong nhi
ều kiểu thiết bị mạ
ng khác. “Công ngh

c IPv4 header. vì ng
ăn xếp
c header Layer 3 ho
ặc một giao
i cho trư
ờng giao thức
đư
ợc gán nhãn.
p 2 và l
ớp 3, và cũng
ng khác. “Công ngh
ệ lớp 2.5” là
MPLS . Hình 2.4 trình
p trung gian mà nó đư
ợc chèn vào

t mô hình không
đồng nhất
i là m
ột lớp mới
i l
ớp mạng với
u. MPLS không ph
ải
ả
năng tự định
i có trong giao th
ức lớp 3.
Trang 14


 LSR gắn(push) nhãn lên trên gói tin đầu tiên được gọi là
Imposing LSR bởi vì nó là LSR đầu tiên đặt nhãn lên trên gói tin. Đây
là một việc bắt buộc đối với một ingress LSR. Một LSR mà tách tất cả
các nhãn từ các gói tin có gắn nhãn trước khi chuyển mạch gói tin là
một LSR Disposing hay là một egress LSR.
2.4 Label Switched Path
Label Switched Path(LSP) là một tập hợp các LSR chuyển một gói
tin có nhãn qua mạng MPLS. Về cơ bản, LSP là một đường dẫn qua
mạng MPLS hoặc một phần của mạng mà gói tin đi qua. LSR đầu tiên
của LSP là ingress LSP, và LSR cuối cùng của LSP là egress LSR. Tất
cả các LSR ở giữa ingress và egress LSRs là những intermediate
LSRs.

Hình 2.5 LSP qua mạng MPLS

Trang 16 2.5 Forwarding Equivalence Class
Một Forwarding Equivalence Class(FEC) là một nhóm hoặc một
luồng các gói tin được chuyển tiếp dọc theo cùng một tuyến và được xử
lý theo cùng một cách chuyển tiếp qua mạng MPLS. Tất cả các gói
thuộc một FEC sẽ có nhãn giống nhau. Tuy nhiên, không phải tất cả
các gói tin cùng nhãn đều thuộc cùng một FEC, bởi vì giá trị EXP có
thể khác nhau, phương thức chuyển tiếp khác nhau và nó có thể phụ
thuộc vào FEC khác nhau. Bộ định tuyến quyết định gói tin nào thuộc
một FEC nào chính là ingress LSR.

Hình 2.6 Minh họa một FEC
2.6 Phân phối nhãn

Trích đoạn Adjacency Tabel (Bảng liên kết liền kề) Cấu trúc MPLSVPN và các thuật ngữ Mô hình định tuyến MPLSVPN Router Distinguisher, Router Targets, MP-BGP, và Chuyển tiếp gói tin trong mạng MPLSVPN

---