Giới thiệu tổng quan về QOS trong MPLS

CH NG 1: GI I THI U M T S TH H M NG ƯƠ Ớ Ệ Ộ Ố Ế Ệ Ạ

1.1 M NG IP Ạ

a. Chuy n ti p IP và nh ng h n ch c a nó ể ế ữ ạ ế ủ

Nh ta đã bi t, Internet là m t t p h p các m ng k t n i v i nhau dùng đ chuy n ư ế ộ ậ ợ ạ ế ố ớ ể ể

ti p gói tin gi a các host s d ng IP. IP cung c p d ch v đóng gói vô h ng, không có ế ữ ử ụ ấ ị ụ ướ

s đ m b o phân ph i gói tin. Trong mô hình Internet các h th ng dùng đ chuy n ự ả ả ố ệ ố ể ể

ti p gói tin g i là Router dùng đ chuy n ti p gói tin đ n đích. Đ th c hi n đi u này ế ọ ể ể ế ế ể ự ệ ề

router c n xác đ nh nexthop và interface ngõ ra đ chuy n ti p gói tin. Thông tin này có ầ ị ể ể ế

đ c thông qua các thông tin đ nh tuy n đ c s d ng đ xây d ng b ng chuy n ti p ượ ị ế ượ ử ụ ể ự ả ể ế

gói tin (Forwarding Information Base –FIB).

Ti n trình chuy n ti p gói tin g m 3 ho t đ ng sau: ế ể ế ồ ạ ộ

+ Tìm đ a ch đ xác đ nh interface ngõ ra ị ỉ ể ị

+ Chuy n ti p gói tin ể ế

+ Phân l ch. ị

Hình 1.1: Chuy n ti p gói tin trong IP ể ế

M i router duy trì m t b ng đ nh tuy n h c đ c thông qua các giao th c đ nh tuy n ỗ ộ ả ị ế ọ ượ ứ ị ế

ho c đ nh tuy n tĩnh. B ng đ nh tuy n này có th có kích th c c c kì l n, trong ặ ị ế ả ị ế ể ướ ự ớ

Internet nó có th có đ n 50 ngàn entry. Đ i v i m i gói tin đi vào router, đ a ch IP ể ế ố ớ ỗ ị ỉ

đích s đ c ki m tra, d a vào thông tin trong b ng đ nh tuy n s xác đ nh hop k ẽ ượ ể ự ả ị ế ẽ ị ế

ti p và interface ngõ ra đ chuy n ti p gói tin. Quy t đ nh chuy n ti p đ c th c hi n ế ể ể ế ế ị ể ế ượ ự ệ

đ c l p trên m i router trong m ng. Ngoài ra, vi c s d ng subnet mask yêu c u đ a ộ ậ ỗ ạ ệ ử ụ ầ ị

ch IP đích trong mào đ u c a gói tin đi vào ph i thích h p v i mask trong b ng đ nh ỉ ầ ủ ả ợ ớ ả ị

tuy n, nghĩa là d a trên quy t c "longest match" đ xem th entry nào có mask v i s ế ự ắ ể ử ớ ố

bit đúng nh t v i đ a ch gói tin s đ c dùng làm thông tin chuy n ti p. Do đó, ấ ớ ị ỉ ẽ ượ ể ế

chuy n ti p IP có th đ c xem là ti n trình ánh x m i đ a ch IP đích đ n hop k ể ế ể ượ ế ạ ỗ ị ỉ ế ế

ti p. Vì m i router có s l ng next-hop gi i h n, nên chuy n ti p IP có th đ c ế ỗ ố ượ ớ ạ ể ế ể ượ

xem nh là quá trình ánh x t p h p các gói tin vào s next-hop gi i h n đó ho c ư ạ ậ ợ ố ớ ạ ặ

t ng đ ng v i s l ng subnet trên router. T t c các gói tin trong m t subnet ươ ươ ớ ố ượ ấ ả ộ

không có s phân bi t nhau và đ c chuy n ti p theo cùng m t ph ng th c xác đ nh, ự ệ ượ ể ế ộ ươ ứ ị

chúng đi qua cùng m t đ ng d n đ n m ng. M t nhóm gói tin nh v y đ c g i là ộ ườ ẫ ế ạ ộ ư ậ ượ ọ

l p chuy n ti p t ng đ ng FEC (Forwarding Equivalence Class). Khi gói tin di ớ ể ế ươ ươ

chuy n đ n đích cu i cùng, m i router d c đ ng đi s ki m tra đ a ch đích c a gói ể ế ố ỗ ọ ườ ẽ ể ị ỉ ủ

tin và đăng kí nó đ n FEC. ế

Ta có th th y rõ r ng chuy n ti p IP yêu c u ho t đ ng tìm ki m đ a ch IP ph c t p ể ấ ằ ể ế ầ ạ ộ ế ị ỉ ứ ạ

ở ỗ ọ ườ ủ ấ ứ ự ổ ề ề ể m i router d c đ ng đi c a gói tin. B t c s thay đ i nào v thông tin đi u khi n

vi c chuy n ti p c a gói tin s đ c thông báo cho t t c các thi t b trong mi n đ nh ệ ể ế ủ ẽ ượ ấ ả ế ị ề ị

tuy n, d n đ n đ x lý cho xong m t gói tin làm t n th i gian cho nh ng vi c sau: ế ẫ ế ể ử ộ ố ờ ữ ệ

th i gian tìm ki m, th i gian c p nh t, và t n b nh x lý, t n CPU. ờ ế ờ ậ ậ ố ộ ớ ử ố

T t c ti n trình đ nh tuy n và chuy n ti p nói trên đây di n ra l p Network. Các ấ ả ế ị ế ể ế ễ ở ớ

router có th k t n i tr c ti p v i nhau theo mô hình đi m-đi m, ho c là có th k t ể ế ố ự ế ớ ể ể ặ ể ế

n i v i nhau b ng các switch m ng LAN hay m ng WAN (ví d m ng Frame Relay, ố ớ ằ ạ ạ ụ ạ

ATM).

Hình 1.2: M ng Frame-relay ạ

Nh ng không may, các switch l p 2 này không có kh năng n m gi thông tin đ nh ư ớ ả ắ ữ ị

tuy n l p 3 ho c đ ch n đ ng đi cho gói tin b ng cách phân tích đ a ch đích l p 3 ế ớ ặ ể ọ ườ ằ ị ỉ ớ

c a gói tin. Do đó, các switch l p 2 không tham gia vào quá trình chuy n ti p gói tin ủ ớ ể ế

trong l p 3, chúng ch ch a thông tin v MAC Address c a đích đ n. Các đ ng đi ớ ỉ ứ ề ủ ế ườ ở

LAN l p 2 đ c thi t l p khá đ n gi n - t t c LAN switch đ u trong su t v i các ớ ượ ế ậ ơ ả ấ ả ề ố ớ

thi t b k t n i v i chúng. Nh ng vi c thi t l p đ ng đi trong m ng WAN l p 2 l i ế ị ế ố ớ ư ệ ế ậ ườ ạ ớ ạ

ph c t p h n nhi u. Đ ng đi c a gói tin trong m ng WAN l p 2 đ c thi t l p th ứ ạ ơ ề ườ ủ ạ ớ ượ ế ậ ủ

công và ch đ c thi t l p khi có yêu c u. Thi t b đ nh tuy n biên m ng l p 2 ỉ ượ ế ậ ầ ế ị ị ế ở ạ ớ

(ingress router) mu n chuy n d li u đ n thi t b ngõ ra (egress router) c n thi t l p ố ể ữ ệ ế ế ị ầ ế ậ

ho c là k t n i tr c ti p đ n egress router (k t n i này đ c g i là các kênh o VC) ặ ế ố ự ế ế ế ố ượ ọ ả

ho c là g i d li u c a nó đ n m t thi t b khác đ truy n d n đ n đích. Đ đ m ặ ử ữ ệ ủ ế ộ ế ị ể ề ẫ ế ể ả

b o chuy n ti p gói tin t i u trong m ng WAN l p 2, các kênh o ph i t n t i gi a ả ể ế ố ư ạ ớ ả ả ồ ạ ữ

hai router b t kì k t n i vào m ng WAN đó. Đi u này có v đ n gi n đ xây d ng nó ấ ế ố ạ ề ẻ ơ ả ể ự

nh ng l i g p m t v n đ khác là kh năng m r ng b h n ch . Các v n đ mà ta có ư ạ ặ ộ ấ ề ả ở ộ ị ạ ế ấ ề

th g p ph i là: ể ặ ả

+ M i l n m t router m i k t n i vào m ng WAN lõi, m t kênh o ph i đ c thi t ỗ ầ ộ ớ ế ố ạ ộ ả ả ượ ế

l p gi a router này và router khác (n u có nhu c u c n chuy n ti p gói tin t i u). ậ ữ ế ầ ầ ể ế ố ư

+ V i vi c c u hình giao th c đ nh tuy n, m i router g n vào m ng WAN l p 2 (đ c ớ ệ ấ ứ ị ế ỗ ắ ạ ớ ượ

xây d ng v i các ATM hay Frame Relay switch) c n có m t kênh o dành tr c v i ự ớ ầ ộ ả ướ ớ

m i router khác k t n i vào m ng lõi đó. Đ đ t đ c đ d phòng mong mu n, m i ỗ ế ố ạ ể ạ ượ ộ ự ố ỗ

router cũng ph i thi t l p m i quan h c n k đ nh tuy n v i router khác. K t qu là ả ế ậ ố ệ ậ ề ị ế ớ ế ả

t o ra mô hình m ng full-mesh, trong đó b n thân m i router s n m gi m t s l ng ạ ạ ả ỗ ẽ ắ ữ ộ ố ượ

l n láng gi ng có m i quan h c n k v giao th c đ nh tuy n, t đó t o ra l u l ng ớ ề ố ệ ậ ề ề ứ ị ế ừ ạ ư ượ

đ nh tuy n v i s l ng l n. ị ế ớ ố ượ ớ

+ Khó mà bi t chính xác bao nhiêu l u l ng ch y gi a trên hai router trong m ng. ế ư ượ ạ ữ ạ

T nh ng h n ch nói trên rõ ràng c n ph i có m t c ch khác đ có th trao đ i ừ ữ ạ ế ầ ả ộ ơ ế ể ể ổ

thông tin l p m ng gi a các router và WAN switch, và đ cho phép các switch tham gia ớ ạ ữ ể

vào ti n trình quy t đ nh chuy n ti p gói tin t c là không c n ph i có các kênh o gi a ế ế ị ể ế ứ ầ ả ả ữ

các router biên n a. Đ đ t đ c s chuy n ti p nh v y thì trong b t kì môi tr ng ữ ể ạ ượ ự ể ế ư ậ ấ ườ

m ng nào các thi t b chuy n ti p không nên ph thu c vào thông tin có trong mào đ u ạ ế ị ể ế ụ ộ ầ

gói tin, thi t b này ch c n chuy n m ch gói tin t ingress router đ n egress router mà ế ị ỉ ầ ể ạ ừ ế

không c n phân tích đ a ch IP ầ ị ỉ

đích có trong gói tin. Do đó, đ i v i m i gói tin đ c chuy n ti p s có m t nhãn ố ớ ỗ ượ ể ế ẽ ộ

đ c thêm vào, nhãn này s đ m trách các v n đ chuy n ti p gói tin đ n đích, các ượ ẽ ả ấ ề ể ế ế

v n đ v QoS, v.v... nghĩa là chuy n ti p gói tin d a trên nhãn. B t kỳ s thay đ i ấ ề ề ể ế ự ấ ự ổ

nào trong ti n trình quy t đ nh s đ c thông báo cho router khác trong m ng thông ế ế ị ẽ ượ ạ

qua vi c phân ph i m t nhãn m i. Đó là lý do ra đ i c a MPLS (Multiprotocol Label ệ ố ộ ớ ờ ủ

Switching) - công ngh chuy n m ch nhãn đa giao th c. ệ ể ạ ứ

1.2 M NG MPLS Ạ

MPLS là công ngh th ng dùng trong m ng core, b i vì trong m ng core là n i mà ệ ườ ạ ở ạ ơ

m i d li u c a c a các m ng thuê bao đ u đ v đây tr c khi t i đích, vì v y nó s ọ ữ ệ ủ ủ ạ ề ổ ề ướ ớ ậ ẽ

ch u m t t i tr ng r t l n n u ch s d ng các công ngh bình th ng thì vi c x y ra ị ộ ả ọ ấ ớ ế ỉ ử ụ ệ ườ ệ ả

ngh n m ng là không th tránh kh i, m ng MPLS có th đáp ng đ c các yêu c u ẽ ạ ể ỏ ạ ể ứ ượ ầ

kh c khe trên, nó s d ng chuy n m ch nhãn (Swithcing Label) ch không routing nh ắ ử ụ ể ạ ứ ư

m ng IP. ạ

M t m ng MPLS đi n hình: ộ ạ ể

Hình 1.3: M ng MPLS ạ

M ng MPLS đ y đ s g m có ba lo i router CE (Customer Equipment hay router ạ ầ ủ ẽ ồ ạ

khách hàng), PE ( Provider Equipment hay router biên nhà cung c p ) và P ( Provider ấ

hay router bên trong nhà cung c p d ch c ), các router P và m t ph n PE s ch y ấ ị ụ ộ ầ ẽ ạ

MPLS, các router CE và m t ph n PE còn l i s ch y các giao th c khác ( có th là IP, ộ ầ ạ ẽ ạ ứ ể

Frame-Relay, ATM…).

CH NG 2: T NG QUAN V M NG MPLS ƯƠ Ổ Ề Ạ

2.1 Gi i thi u: ớ ệ

Ngày nay m ng máy tính đã phát tri n r ng kh p, đ c bi t là m ng Internet nó đã tr ạ ể ộ ắ ặ ệ ạ ở

thành ph bi n trên toàn th gi i. Và nó đang phát tri n c v s l ng l n ch t ổ ế ế ớ ể ả ề ố ượ ẫ ấ

l ng, bên c nh vi c tăng v t s user trong m ng thì vi c gia tăng d ch v cũng là v n ượ ạ ệ ọ ố ạ ệ ị ụ ấ

đ r t l n, tr c đây n u nh ta ch có nhu c u truy n data thì bây gi ta c n truy n ề ấ ớ ướ ế ư ỉ ầ ề ờ ầ ề

c tín hi u tho i tín hi u video và m t s d ch v m r ng khác, V i m ng Internet ả ệ ạ ệ ộ ố ị ụ ở ộ ớ ạ

truy n th ng thì ngu n tài nguyên v băng thông và t c đ là h n ch , vì v y đ th c ề ố ồ ề ố ộ ạ ế ậ ể ự

hi n truy n tín hi u tho i và video có ch t l ng là không th . ệ ề ệ ạ ấ ượ ể

Nhi u m ng th h m i h n đã ra đ i nh :Frame-Relay, ISDN, ATM, chúng đã gi i ề ạ ế ệ ớ ơ ờ ư ả

quy t ph n nào nh ng yêu c u trên nh ng v n còn nhi u h n ch , theo đà phát tri n ế ầ ữ ầ ư ẫ ề ạ ế ể

c a công ngh m ng MPLS đã ra đ i v i ý t ng dùng nhãn đ chuy n m ch nó đã ủ ệ ạ ờ ớ ưở ể ể ạ

gi i quy t và kh c ph c nh ng h n ch mà các m ng tr c đây v n còn t n t i nh : ả ế ắ ụ ữ ạ ế ạ ướ ẫ ồ ạ ư

T c đ , băng thông không h u ích, delay…. ố ộ ữ

M ng MPLS là s k th a và k t h p c a routing thông minh trong m ng IP và ạ ự ế ừ ế ợ ủ ạ

chuy n m ch t c đ cao trong m ng ATM, có c routing layer 3 (IP) và switching ể ạ ố ộ ạ ả ở ở

layer 2 (VPI/VCI c a ATM). ủ

MPLS là c ch chuy n m ch nhãn do Cisco phát tri n và đ c IETF chu n hóa, h ơ ế ể ạ ể ượ ẩ ỗ

tr kh năng chuy n m ch, đ nh tuy n lu ng thông tin m t cách hi u qu . ợ ả ể ạ ị ế ồ ộ ệ ả

MPLS là m t công ngh k t h p đ c đi m t t nh t gi a đ nh tuy n l p ba và chuy n ộ ệ ế ợ ặ ể ố ấ ữ ị ế ớ ể