tÌm hiỂu vỀ mpls vpn - Ứng dỤng trÊn megawan vÀ cÀi ĐẶt thỰc nghiỆm
TRANSCRIPT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ QUỐC DÂN
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
---o0o----
BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ THỰC TẬP
TÌM HIỂU VỀ MPLS VPN - ỨNG DỤNG TRÊN MEGAWAN
VÀ CÀI ĐẶT THỰC NGHIỆM
Chuyên ngành :
Hệ :
Lớp :
Mã sinh viên :
Họ và tên :
Giáo viên hướng dấn :
Hà Nội
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN...........................................................................................................................DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT...............................................................................................4PHẦN MỞ ĐẦU....................................................................................................................71. Tính cấp thiết của đề tài......................................................................................................72. Mục tiêu của đề tài.............................................................................................................73. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài................................................................................................8PHẦN NỘI DUNG.................................................................................................................9CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ VPN...........................................................9
1.1. VPN là gì?...................................................................................................................91.2. PHÂN LOẠI VPN.......................................................................................................9
1.2.1 VPN cho các nhà doanh nghiệp...........................................................................101.2.1.1 Remote access VPN.........................................................................................101.2.2 VPN đối với các nhà cung cấp dịch vụ................................................................11
1.3 Tổng kết chương 1......................................................................................................14CHƯƠNG 2 : CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC – MPLS................................15
2.1 Sơ lược về công nghệ IP và công nghệ ATM.............................................................152.1.1 Công nghệ IP.......................................................................................................152.1.2 Công nghệ ATM..................................................................................................15
2.2 Khái niệm cơ bản về MPLS.......................................................................................162.2.1 Lợi ích của MPLS................................................................................................172.2.2 Một số ứng dụng của MPLS................................................................................17
2.3 Các thành phần trong MPLS......................................................................................182.3.1 Nhãn....................................................................................................................182.3.2 Ngăn xếp nhãn.....................................................................................................192.3.3 Lớp chuyển tiếp tương đương FEC.....................................................................202.3.4 Đường chuyển mạch nhãn LSP..........................................................................202.3.5 Cơ sở dữ liệu nhãn LIB.......................................................................................202.3.6 Topo mạng MPLS...............................................................................................202.3.7 Thành phần cơ bản của MPLS............................................................................21
2.4 Giao thức phân phối nhãn LDP..................................................................................222.4.1 Quá trình khám phá láng giềng LSR...................................................................222.4.2 Các kiểu phân phối nhãn.....................................................................................23
2.5 Cấu trúc MPLS...........................................................................................................232.5.1 Mặt phẳng điều khiển..........................................................................................252.5.2 Mặt phẳng dữ liệu................................................................................................262.5.3 Các thành phần bên trong mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng dữ liệu...........26
2.6 Các giao thức định tuyến trong MPLS.......................................................................272.6.1 Giao thức định tuyến OSPF.................................................................................272.6.2 Giao thức định tuyến EIGRP...............................................................................282.6.3 Giao thức định tuyến BGP...................................................................................28
2.7 Phương thức hoạt động của MPLS.............................................................................292.8 Tổng kết chương 2......................................................................................................34
CHƯƠNG 3 : MPLS VPN...................................................................................................353.1 MPLS VPN là gì?.......................................................................................................353.2 Lợi ích của MPLS VPN..............................................................................................35
______________________________________________________________________Page 2 of 72
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
3.3 Các thành phần trong MPLS VPN.............................................................................363.3.1 Virtual Routing and Forwarding Table (VRF)....................................................363.3.2 Multiprotocol BGP (MP-BGP)............................................................................363.3.3 Route Distinguisher (RD)....................................................................................373.3.4 Route Targets (RT)..............................................................................................38
3.5 Hoạt động của mặt phẳng điều khiển MPLS VPN.....................................................393.6 Hoạt động của mặt phẳng dữ liệu MPLS VPN..........................................................403.7 Vấn đề bảo mật trong MPLS/ VPN............................................................................41
3.7.1 Khoảng địa chỉ và định tuyến riêng biệt..............................................................413.7.2 Che giấu cấu trúc lõi của MPLS..........................................................................423.7.3 Chống lại các cuộc tấn công................................................................................433.7.4 Giả nhãn...............................................................................................................44
3.8 Tổng kết chương 3......................................................................................................45CHƯƠNG 4 : ỨNG DỤNG MPLS/VPN TRÊN MEGAWAN.........................................46
4.1 Khái niệm chung về MegaWan..................................................................................464.2. Các yêu cầu đặt ra khi thiết kế mạng MEGAWAN..................................................464.3 Ứng dụng của MEGAWAN......................................................................................474.4 Mô hình MEGAWAN thực tế....................................................................................47
4.4.1 Gọi điện thoại miễn phí dựa trên hệ thống tổng đài nội bộ.................................494.4.2 Truyền hình hội nghị...........................................................................................50
4.5 Tổng kết chương 4......................................................................................................51CHƯƠNG 5 : BẢN DEMO CÀI ĐẶT THỰC NGHIỆM...................................................52
5.1 Cấu hình......................................................................................................................525.1.1 Cấu hình router A1:.............................................................................................525.1.2 Cấu hình router B1:.............................................................................................535.1.3 Cấu hình router PE01:.........................................................................................545.1.4 Cấu hình router P:................................................................................................565.1.5 Cấu hình router PE02:.........................................................................................575.1.6 Cấu hình router A2:.............................................................................................595.1.7 Cấu hình router B2:.............................................................................................60
5.2 Thông tin định tuyến..................................................................................................605.2.1 Thông tin định tuyến của A1...............................................................................605.2.2 Thông tin định tuyến của A2...............................................................................615.2.3 Thông tin định tuyến của B1...............................................................................615.2.4 Thông tin định tuyến của B2..........................................................................625.2.5 Thông tin định tuyến của PE01...........................................................................625.2.6 Thông tin định tuyến của PE02...........................................................................635.2.7 Thông tin định tuyến của P..................................................................................63
5.3 Kiểm tra......................................................................................................................64PHẦN KẾT LUẬN..............................................................................................................69TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................................70
______________________________________________________________________Page 3 of 72
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cám ơn cô giáo Tống Minh Ngọc đã hướng dẫn em thực hiện đề tài.
Cô đã luôn nhắc nhở và theo sát hướng dẫn trong quá trình thực hiện đề tài. Cô đã cung cấp
các tài liệu và giải đáp các thắc mắc, các sai sót của em trong suốt thời gian làm đề tài. Xin
cám ơn cô đã nhiệt tình giúp đỡ tạo điều kiện tốt nhất cho em hoàn thành đề tài. Xin chân
thành cảm ơn cô.
Em cũng xin chân thành gửi lời cảm ơn đến tất cả những thầy cô trong Bộ Môn Công
Nghệ Thông Tin đã giúp đỡ và đóng góp ý kiến cho em trong suốt quá trình thực hiện đề
tài.
Em cũng rất cảm ơn anh Thắng đã nhiệt tình giúp đỡ, luôn động viên giúp đỡ em trong
quá trình tìm hiểu đề tài, giải đáp câu hỏi và hướng dẫn em làm đề tài.
Do phạm vi đề tài, phạm vi kiến thức khá lớn được thực hiện trong thời gian có hạn
nên đề tài không thể tránh được thiếu sót. Kính mong các thầy cô giáo cùng các bạn đóng
góp ý kiến để đề tài được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
1
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
DANH MỤC HÌNH MINH HỌA
Hình 1.1 : Mô hình remote access VPN..............................................................................10Hình 1.2 : Mô hình site to site của VPN...............................................................................11Hình 1.3 : Mô hình overlay của VPN...................................................................................11Hình 1.4 : Mô hình peer to peer của VPN............................................................................12Hình 1.5 : Mô hình shared – router và dedicated – router....................................................13Hình 2.1 : Mô hình chuyển tiếp gói tin IP............................................................................15Hình 2.2 : Mô hình ATM.....................................................................................................16Hình 2.3 : Khái niệm về MPLS............................................................................................17Hình 2.4 : Cấu trúc mào đầu MPLS.....................................................................................18Hình 2.5 : Nhãn MPLS........................................................................................................19Hình 2.6 : Nhãn của Stack....................................................................................................20Hình 2.7 : Topo mạng MPLS...............................................................................................21Hình 2.8 : Quá trình khám phá láng giềng...........................................................................23Hình 2.9 : Quá trình trao đổi thông tin nhãn trong LDP.....................................................23Hình 2.10 : Mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng dữ liệu.....................................................25Hình 2.11 : Các module điều khiển MPLS...........................................................................26Hình 2.12 : Các thành phần MPLS trong mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng dữ liệu.......27Hình 2.13 : Định tuyến chuyển mạch chuyển tiếp...............................................................30Hình 2.14 : Mạng MPLS......................................................................................................30Hình 2.15 : Quá trình xây dựng bảng routing table..............................................................31Hình 2.16 : Quá trình dãn nhãn của Router B......................................................................31Hình 2.17 : Quá trình phân phối nhãn của Router B............................................................32Hình 2.18 : Quá trình tạo bảng LIB......................................................................................32Hình 2.19 : Quá trình phân phối nhãn của Router C............................................................32Hình 2.20 : Quá trình tạo bảng FLIB...................................................................................33Hình 2.21 : Quá trình kiểm nhãn tại ingress LSR................................................................33Hình 2.22 : Quá trình hoán đổi nhãn....................................................................................34Hình 2.23 : Quá trình tháo nhãn tại egress LSR...................................................................34Hình 3.1 : Bảng VRF............................................................................................................36Hình 3.2 : Giá trị RD............................................................................................................37Hình 3.3 Quá trình gán RD...................................................................................................37Hình 3.4 : Quá trình tháo RD...............................................................................................38Hình 3.5 : Sơ đồ hoạt động của MPLS lớp 3........................................................................39Hình 3.6 : Hoạt động của MPLS lớp 2.................................................................................39Hình 3.7 : Mặt phẳng điều khiển MPLS/ VPN....................................................................40Hình 3.8 : Mặt phẳng dữ liệu MPLS / VPN.........................................................................41Hình 4.1 : Mô hình mạng MegaWAN (nội tỉnh)..................................................................48Hình 4.2 : Mô hình mạng MegaWAN (liên tỉnh).................................................................48Hình 4.3 : Mô hình MegaWAN truy cập mạng riêng ảo đồng thời truy nhập Internet........49Hình 4.4 : VoIP thông qua mạng MegaWAN......................................................................50Hình 4.5 : Mô hình truyền hình trực tuyến qua MEGAWAN..............................................50Hình 4.6 : Mô hình thiết lập camera giám sát quan MegaWan............................................51Hình 5.1 : Mô hình thực nghiệm MPLS/VPN......................................................................52Hình 5.2 Thông tin định tuyến của A1.................................................................................61Hình 5.3 Thông tin định tuyến của A2.................................................................................61______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
2
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
Hình 5.4 Thông tin định tuyến của B1.................................................................................62Hình 5.5 Thông tin định tuyến của B2.................................................................................62Hình 5.6 Thông tin định tuyến của PE01.............................................................................63Hình 5.7 Thông tin định tuyến của PE02.............................................................................63Hình 5.8 : Thông tin định tuyến của P..................................................................................64Hình 5.9 show mpls ldp bindings PE01...............................................................................64Hình 5.10 show mpls ldp bindings P....................................................................................65Hình 5.11 : Show mpls ldp bindings PE02...........................................................................65Hình 5.12 : Bảng LFIB trên PE01........................................................................................65Hình 5.13 : Bảng LFIB trên P..............................................................................................66Hình 5.14 : Bảng LFIB trên PE02........................................................................................66Hình 5.15 : Bảng định tuyến vrf A1 trên PE01....................................................................66Hình 5.16 : Bảng định tuyến vrf A2 trên PE02...................................................................67Hình 5.17 bảng định tuyến vrf B1 trên PE01......................................................................67Hình 5.18 bảng định tuyến vrf B2 trên PE02......................................................................68
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
3
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT
VP
N Vir
tua
l Pri
vat
e Net
wo
rk
PHẦN MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Ngày nay, công nghệ thông tin và viễn thông đang hội tụ sâu sắc và cùng đóng góp
rất tích cực trong sự phát triển kinh tế, xã hội toàn cầu. Không một doanh nghiệp, tổ chức
thành đạt nào lại phủ nhận sự gắn bó giữa hệ thống thông tin và hiệu quả hoạt động sản
xuất kinh doanh cũng như lộ trình phát triển của họ. Từ nhu cầu truy cập dữ liệu của công
ty từ xa, đến việc tạo mối quan hệ với khách hàng, giúp họ có thể khai thác một phần
nguồn tài nguyên của mình mà vẫn đảm bảo tính bảo mật cần thiết cho thông tin. VPN
truyền thống dựa trên công nghệ ATM, Frame Relay và IP gặp không ít nhược điểm như
khả năng quản lý, tính bảo mật, chất lượng dịch vụ. Gần đây, công nghệ chuyển mạch nhãn
đa giao thức - MPLS được các hãng cung cấp dịch vụ quan tâm đặc biệt bởi khả năng vượt
trội trong việc 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 trên VPN. Với ưu điểm chuyển tiếp lưu lượng
nhanh, khả năng linh hoạt, đơn giản, điều khiển phân luồng và phục vụ linh hoạt các dịch
vụ định tuyến, tận dụng được đường truyền giúp giảm chi phí. Công nghệ MPLS đang dần
thay thế các công nghệ truyền thống khác như IP và ATM. MPLS VPN giải quyết được
những hạn chế của các mạng VPN truyền thống dựa trên công nghệ ATM, Frame Relay và
IP như tiết kiệm thời gian, giảm chi phí lắp đặt và có độ bảo mật cao cho doanh nghiệp. Do
vậy việc tìm hiểu và ứng dụng VPN trên nền MPLS được xem là vấn đề cấp thiết để giúp
doanh nghiệp có thể dễ dàng tiếp cận với công nghệ mới này và từ đó có thể ứng dụng vào
việc phát triển của doanh nghiệp mình cùng với sự đi lên của ngành mạng viễn thông quốc
tế.
2. Mục tiêu của đề tài
Mục tiêu của đề tài là:
Tìm hiểu về giao thức chuyển mạch nhãn MPLS trên mạng riêng ảo VPN, áp dụng
MPLS/VPN để cài đặt thực nghiệm.
Tìm hiểu về MEGAWAN.
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
4
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
Giúp cho người đọc có những khái niệm cơ bản về MPLS và VPN từ đó có thể xây
dựng một mạng MEGAWAN dựa trên MPLS/VPN .
Bố cục của đề tài gồm các chương chính :
CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ VPN
- VPN là gì?
- Phân loại VPN
- VPN cho các nhà doanh nghiệp
- VPN đối với các nhà cung cấp dịch vụ
CHƯƠNG 2 : CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC – MPLS
- Khái niệm cơ bản về MPLS : lợi ích, ứng dụng
- Các thành phần trong MPLS
- Giao thức phân phối nhãn
- Cấu trúc MPLS
- Các giao thức định tuyến trong MPLS
- Phương thức hoạt động của MPLS
CHƯƠNG 3 : MPLS VPN
- MPLS VPN là gì?
- Lợi ích của MPLS VPN
- Các thành phần trong MPLS VPN
- Hoạt động của mặt phẳng điều khiển MPLS VPN
- Hoạt động của mặt phẳng dữ liệu MPLS VPN
- So sánh VPN truyền thống và MPLS VPN
- Vấn đề bảo mật trong MPLS VPN
CHƯƠNG 4 : ỨNG DỤNG MPLS VPN TRÊN MEGAWAN
- Khái niệm chung về MegaWan
- Mô hình ứng dụng thực tế
CHƯƠNG 5 : BẢN DEMO CÀI ĐẶT THỰC NGHIỆM
3. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Việc tìm hiểu về MPLS VPN giúp cho các nhà cung cấp dịch vụ có thể triển khai và
ứng dụng trong thực tế đồng thời khắc phục được những nhược điểm của các mạng VPN
truyền thống, cung cấp dịch vụ chất lượng cao qua mạng IP một cách đơn giản, hiệu quả.
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
5
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
PHẦN NỘI DUNG
CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ VPN
1.1. VPN là gì?
VPN là công nghệ cho phép kết nối các thành phần của một mạng riêng (private
network) thông qua hạ tầng mạng công cộng (Internet). VPN hoạt động dựa trên kỹ thuật
tunneling : gói tin trước khi được chuyển đi trên VPN sẽ được mã hóa và được đặt bên
trong một gói tin có thể chuyển đi được trên mạng công cộng. Gói tin được truyền đi đến
đầu bên kia của kết nối VPN. Tại điểm đến bên kia của kết nối VPN, gói tin đã bị mã hóa
sẽ được “lấy ra” từ trong gói tin của mạng công cộng và được giải mã.
Các giai đoạn phát triển của VPN:
Thế hệ VPN thứ nhất do AT&T phát triển có tên là SDN.
Thế hệ thứ 2 là ISND và X25.
Thế hệ thứ 3 là Frame relay và ATM.
Và thế hệ hiện nay, thế hệ thứ 4 là VPN trên nền mạng IP.
Thế hệ tiếp theo sẽ là VPN trên nền mạng MPLS.
VPN gồm các vùng sau:
Mạng khách hàng (Customer network): gồm các router tại các site khách hàng
khác nhau. Các router kết nối các site cá nhân với mạng của nhà cung cấp được
gọi là các router biên phía khách hàng CE.
Mạng nhà cung cấp (Provider network): được dùng để cung cấp các kết nối point-
to-point qua hạ tầng mạng của nhà cung cấp dịch vụ. Các thiết bị của nhà cung cấp
dịch vụ mà nối trực tiếp với CE router được gọi là router biên phía nhà cung cấp
PE. Mạng của nhà cung cấp còn có các thiết bị dùng để chuyển tiếp dữ liệu trong
mạng trục (SPbackbone) được gọi là các router nhà cung cấp (P- provider).
1.2. PHÂN LOẠI VPN
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
6
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
Phân loại VPN bao gồm:
VPN cho các nhà doanh nghiệp
VPN đối với các nhà cung cấp dịch vụ
1.2.1 VPN cho các nhà doanh nghiệp
1.2.1.1 Remote access VPN
VPN truy cập từ xa hay mạng riêng ảo quay số - VPDN đuợc triển khai, thiết kế cho
những khách hàng riêng lẻ ở xa như những khách hàng đi đường hay những khách hàng
truy cập vô tuyến. Trước đây, các tổ chức, tập đoàn hỗ trợ cho những khách hàng từ xa
theo những hệ thống quay số. Đây không phải là một giải pháp kinh tế, đặc biệt khi một
người gọi lại theo đường truyền quốc tế. Với sự ra đời của VPN truy cập từ xa, một khách
hàng di động gọi điện nội hạt cho nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP) để truy cập vào
mạng tập đoàn của họ chỉ với một máy tính cá nhân được kết nối Internet cho dù họ đang
ở bất kỳ đâu. VPN truy cập từ xa là sự mở rộng những mạng quay số truyền thống. Trong
hệ thống này, phần mềm PC cung cấp một kết nối an toàn, như một đường hầm cho tổ
chức. Bởi vì những người sử dụng chỉ thực hiện các cuộc gọi nội hạt nên chi phí giảm.
Hình 1.1 : Mô hình remote access VPN
1.2.1.2 Site–to–site VPN
VPN site-to-site được triển khai cho các kết nối giữa các vùng khác nhau của một tập
đoàn hay tổ chức. Nói cách khác các địa điểm muốn kết nối với nhau sẽ sử dụng một VPN.
Truớc đây, một kết nối giữa các vị trí này là kênh thuê riêng hay Frame relay. Tuy nhiên,
ngày nay hầu hết các tổ chức, đoàn thể, tập đoàn đều sử dụng Internet, với việc sử dụng
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
7
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
truy cập Internet, VPN site-to-site có thể thay thế kênh thuê riêng truyền thống và Frame
relay. VPN site-to-site là sự mở rộng và kế thừa có chọn lọc mạng WAN. Hai ví dụ sử
dụng VPN site-to-site là VPN Intranet và VPN Extranet. VPN Intranet có thể xem là
những kết nối giữa các vị trí trong cùng một tổ chức, người dùng truy cập các vị trí này ít
bị hạn chế hơn so với VPN Extranet. VPN Extranet có thể xem như những kết nối giữa một
tổ chức và đối tác kinh doanh của nó, người dùng truy cập giữa các vị trí này được các bên
quản lý chặt chẽ tại các vị trí của mình.
Hình 1.2 : Mô hình site to site của VPN
1.2.2 VPN đối với các nhà cung cấp dịch vụ
Dựa trên sự tham gia của nhà cung cấp dịch vụ trong việc định tuyến cho khách hàng,
VPN có thể chia thành hai loại mô hình:
Mô hình overlay VPN
Mô hình Peer-to-peer VPN
1.2.2.1 Mô hình overlay VPN
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
8
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
Hình 1.3 : Mô hình overlay của VPN
Khi Frame relay và ATM cung cấp cho khách hàng các mạng riêng, nhà cung cấp
không thể tham gia vào việc định tuyến khách hàng. Các nhà cung cấp dịch vụ chỉ vận
chuyển dữ liệu qua các kết nối ảo. Như vậy, nhà cung cấp chỉ cung cấp cho khách hàng kết
nối ảo tại lớp 2. Đó là mô hình Overlay. Nếu mạch ảo là cố định, sẵn sàng cho khách hàng
sử dụng mọi lúc thì được gọi là mạch ảo cố định PVC. Nếu mạch ảo được thiết lập theo
yêu cầu (on-demand) thì được gọi là mạch ảo chuyển đổi SVC. Hạn chế chính của mô hình
Overlay là các mạch ảo của các site khách hàng kết nối dạng full mesh. Nếu có N site
khách hàng thì tổng số lượng mạch ảo cần thiết N(N-1)/2. Overlay VPN được thực thi bởi
SP để cung cấp các kết nối layer 1 (physical) hay mạch chuyển vận lớp 2 (Data link – dạng
dữ liệu frame hoặc cell) giữa các site khách hàng bằng cách sử dụng các thiết bị Frame
relay hay ATM Switch. Do đó, SP không thể nhận biết được việc định tuyến ở khách hàng.
Overlay VPN còn thực thi các dịch vụ qua layer 3 với các giao thức tạo đường hầm
như GRE, IPSec…Tuy nhiên, dù trong trường hợp nào thì mạng của nhà cung cấp vẫn
trong suốt với khách hàng, và các giao thức định tuyến chạy trực tiếp giữa các router của
khách hàng.
1.2.2.2 Mô hình Peer-to-peer VPN
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
9
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
Hình 1.4 : Mô hình peer to peer của VPN
Mô hình peer-to-peer khắc phục những nhược điểm của mô hình Overlay và cung cấp
cho khách hàng cơ chế vận chuyển tối ưu qua SP backbone, vì nhà cung cấp dịch vụ biết
mô hình mạng khách hàng và do đó có thể thiết lập định tuyến tối ưu cho các định tuyến
của họ. Nhà cung cấp dịch vụ tham gia vào việc định tuyến của khách hàng. Thông tin định
tuyến của khách hàng được quảng bá qua mạng của nhà cung cấp dịch vụ. Mạng của nhà
cung cấp dịch vụ xác định đường đi tối ưu từ một site khách hàng đến một site khác.
Việc phát hiện các thông tin định tuyến riêng của khách hàng bằng cách thực hiện lọc
gói (packet) tại các router kết nối với mạng khách hàng.
Peer-to-peer VPN chia làm 2 loại:
Shared-router
Router dùng chung, tức là khách hàng VPN chia sẻ cùng router biên mạng nhà cung
cấp PE. Ở phương pháp này, nhiều khách hàng có thể kết nối đến cùng router PE. Trên
router PE phải cấu hình access-list cho mỗi interface PE-CE để đảm bảo chắc chắn sự cách
ly giữa các khách hàng VPN, để ngăn chặn VPN của khách hàng này thực hiện các tấn
công từ chối dịch vụ DoS vào VPN của khách hàng khác. Nhà cung cấp dịch vụ chia mỗi
phần trong không gian địa chỉ của nó cho khách hàng và quản lý việc lọc gói tin trên
Router PE.
Dedicated-router
Là phương pháp mà khách hàng VPN có router PE dành riêng. Trong phương pháp
này, mỗi khách hàng VPN phải có router PE dành riêng và do đó chỉ truy cập đến các định
tuyến trong bảng định tuyến của router PE đó. Mô hình Dedicated-router sử dụng các giao
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
10
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
thức định tuyến để tạo ra bảng định tuyến trên một VPN trên Router PE. Bảng định tuyến
chỉ có các định tuyến được quảng bá bởi khách hàng VPN kết nối đến chúng, kết quả là tạo
ra sự cách ly giữa các VPN.
Hình 1.5 : Mô hình shared – router và dedicated – router
Nhược điểm của mô hình peer-to-peer:
Không gian địa chỉ các khách hàng không được trùng nhau.
Địa chỉ khách hàng do nhà cung cấp kiểm soát.
1.3 Tổng kết chương 1
Chương này trình bày tổng quan về công nghệ VPN. Trong đó VPN bao gồm VPN
dành cho các doanh nghiệp và VPN dành cho các nhà cung cấp dịch vụ. Dựa trên sự tham
gia của nhà cung cấp dịch vụ trong việc định tuyến cho khách hàng, có hai loại mô hình cơ
bản là: overlay VPN và peer-to-peer VPN, mỗi mô hình đều có những ưu và nhược điểm
nhất định. MPLS VPN đã kết hợp được ưu điểm của 2 mô hình overlay VPN và peer-to-
peer VPN đồng thời kế thừa được những ưu điểm của công nghệ MPLS với những thế
mạnh về mặt bảo mật, tính mềm dẻo khi triển khai, chất lượng đường truyền...và đặc biệt
là ưu thế về giá cả.
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
11
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
CHƯƠNG 2 : CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC –
MPLS
2.1 Sơ lược về công nghệ IP và công nghệ ATM
2.1.1 Công nghệ IP
IP là thành phần chính của kiến trúc của mạng Internet. Trong kiến trúc này, IP đóng
vai trò lớp 3 và nó định nghĩa cơ cấu đánh số, cơ cấu chuyển tin, cơ cấu định tuyến và các
chức năng điều khiển ở mức thấp (ICMP). Gói tin IP gồm địa chỉ của bên nhận, địa chỉ là
một số duy nhất trong toàn mạng và mang đầy đủ thông tin cần cho việc chuyển gói tin tới
đích. ưu điểm nổi bật của giao thức TCP/IP là khả năng định tuyến và truyền gói tin một
cách hết sức mềm dẻo, linh hoạt. Nhưng IP không đảm bảo chất lượng dịch vụ và tốc độ
truyền tin theo yêu cầu.
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
12
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
Hình 2.1 : Mô hình chuyển tiếp gói tin IP
2.1.2 Công nghệ ATM
ATM là một kỹ thuật truyền tin tốc độ cao. ATM nhận thông tin ở nhiều dạng khác
nhau như thoại, số liệu, video và cắt ra thành nhiều phần nhỏ gọi là tế bào (cell). Các tế bào
này sau đó được truyền qua các kết nối ảo VC. Vì ATM có thể hỗ trợ thoại, số liệu và
video với chất lượng dịch vụ trên nhiều công nghệ băng rộng khác nhau nên nó được coi là
công nghệ chuyển mạch hàng đầu. Công nghệ ATM có thế mạnh ưu việt về tốc độ truyền
tin cao, đảm bảo thời gian thực và chất lượng dịch vụ theo yêu cầu định trước. Nhưng
ATM cũng có nhược điểm là tốn băng thông ( do chia gói tin thành các gói nhỏ 53 byte),
lãng phí đường truyền, kích thước gói tin nhỏ bị hạn chế tác dụng khi tốc độ truyền vật lý
tăng nhiều.
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
13
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
Hình 2.2 : Mô hình ATM
Tóm lại: Bên cạnh những ưu điểm của công nghệ IP và công nghệ ATM còn có những
nhược điểm của nó. Chính vì vậy công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS) được
đề xuất để tải các gói tin trên các kênh ảo và khắc phục được các vấn đề mà mạng ngày nay
đang phải đối mặt, đó là tốc độ, khả năng mở rộng cấp độ mạng, quản lý chất lượng, quản
lý băng thông dựa trên đường trục và có thể hoạt động với các mạng Frame relay và chế độ
truyền tải không đồng bộ (ATM) hiện nay để đáp ứng các nhu cầu dịch vụ của người sử
dụng mạng. Công nghệ MPLS kết hợp những ưu điểm của IP (độ mềm dẻo, khả năng mở
rộng) và của ATM (tốc độ cao, QoS, điều khiển luồng).
2.2 Khái niệm cơ bản về MPLS
Công nghệ Chuyển mạch nhãn đa giao thức - MPLS là kết quả phát triển của nhiều
công nghệ chuyển mạch IP (IP switching) sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn như của ATM để
tăng tốc độ truyền gói tin mà không cần thay đổi các giao thức định tuyến của IP.
Ý tưởng khi đưa ra MPLS là: “Định tuyến ở biên, chuyển mạch ở lõi”
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
14
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
Hình 2.3 : Khái niệm về MPLS
2.2.1 Lợi ích của MPLS
MPLS là phương pháp cải tiến cho việc chuyển tiếp các gói tin IP trên mạng bằng cách
thêm vào nhãn (label). MPLS kết hợp các ưu điểm của kỹ thuật chuyển mạch (switching)
của lớp 2 và kỹ thuật định tuyến (routing) lớp 3. Do sử dụng nhãn để quyết định chặng tiếp
theo trong mạng nên router ít làm việc hơn và hoạt động gần giống như switch. MPLS hỗ
trợ mọi giao thức lớp 2, triển khai hiệu quả các dịch vụ IP trên một mạng chuyển mạch IP.
MPLS hỗ trợ việc tạo ra các tuyến khác nhau giữa nguồn và đích trên một đường trục
Internet. Bằng việc tích hợp MPLS vào kiến trúc mạng, các ISP có thể giảm chi phí, tăng
lợi nhuận, cung cấp nhiều hiệu quả khác nhau và đạt được hiệu quả cạnh tranh cao.Khả
năng mở rộng đơn giản. Tăng chất lượng mạng, có thể triển khai các chức năng định tuyến
mà các công nghệ trước không thể thực hiện được như định tuyến hiện (explicit routing),
điều khiển lặp. Tích hợp giữa IP và ATM cho phép tận dụng toàn bộ các thiết bị hiện tại
trên mạng. Tách biệt đơn vị điều khiển với đơn vị chuyển mạch cho phép MPLS hỗ trợ
đồng thời MPLS và B-ISDN. Việc bổ sung các chức năng mới sau khi triển khai mạng
MPLS chỉ cần thay đổi phần mềm điều khiển.
2.2.2 Một số ứng dụng của MPLS
Internet có ba nhóm ứng dụng chính: voice, data, video với các yêu cầu khác nhau.
Voice yêu cầu độ trễ thấp, cho phép thất thoát dữ liệu để tăng hiệu quả.
Video cho phép thất thoát dữ liệu ở mức chấp nhận được, mang tính thời gian thực
(realtime).
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
15
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
Data yêu cầu độ bảo mật và chính xác cao. MPLS giúp khai thác tài nguyên mạng
đạt hiệu quả cao.
Một số ứng dụng đang được triển khai là:
MPLS VPN: nhà cung cấp dịch vụ sử dụng cơ sở hạ tầng mạng công cộng có sẵn để
thực thi các kết nối giữa các site khách hàng.
MPLS Traggic Engineer: Cung cấp khả năng thiết lập một hoặc nhiều đường đi để
điều khiển lưu lượng mạng và các đặc trưng thực thi cho một loại lưu lượng.
MPLS QoS (Quality of service): Dùng QoS các nhà cung cấp dịch vụ có thể cung
cấp nhiều loại dịch vụ với sự đảm bảo tối đa về QoS cho khách hàng.
2.3 Các thành phần trong MPLS
2.3.1 Nhãn
Nhãn là một thực thể có độ dài ngắn, cố định và không có cấu trúc bên trong. Nhãn
không trực tiếp mã hoá thông tin của mào đầu lớp mạng như địa chỉ lớp mạng. Nhãn được
gán vào một gói tin cụ thể sẽ đại diện cho một FEC mà gói tin đó được ấn định.Dạng của
nhãn phụ thuộc vào phương tiện truyền mà gói tin được đóng gói. Ví dụ các gói ATM (tế
bào) sử dụng giá trị VPI/VCI như nhãn, Frame relay sử dụng DLCI làm nhãn. Đối với các
phương tiện gốc không có cấu trúc nhãn, một đoạn đệm được chèn thêm để sử dụng cho
nhãn. Khuôn dạng đoạn đệm 4 byte có cấu trúc như sau:
N h ã n ( C
O
S
( 3
)
S
( 1)
TT
L
( 8)
Hình 2.4 : Cấu trúc mào đầu MPLS
MPLS định nghĩa một tiêu đề có độ dài 32 bit và được tạo nên tại LSR vào. Nó phải
được đặt ngay sau tiêu đề lớp 2 bất kì và trước một tiêu đề lớp 3, ở đây là IP và được sử
dụng bởi LSR lối vào để xác định một FEC, lớp này sẽ được xét lại trong vấn đề tạo nhãn.
Sau đó các nhãn được xử lí bởi LSR chuyển tiếp.
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
16
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
Hình 2.5 : Nhãn MPLS
Khuôn dạng và tiêu đề MPLS được chỉ ra trong hình 2.5. Nó bao gồm các trường sau:
Nhãn: Giá trị 20 bit, giá trị này chứa nhãn MPLS.
EXP (3 bit): dành cho thực nghiệm, có thể dùng các bit EXP tương tự như các bit
ưu tiên.
S: bit ngăn xếp, sử dụng để xắp xếp đa nhãn.
TTL: Thời gian sống, 8 bit, đặt ra một giới hạn mà các gói MPLS có thể đi qua.
Đối với các khung PPP hay Ethernet giá trị nhận dạng giao thức P-ID (hoặc Ethertype)
được chèn thêm vào mào đầu khung tương ứng để thông báo khung là MPLS unicast hay
multicast.
2.3.2 Ngăn xếp nhãn
Là kỹ thuật sử dụng trong việc đóng gói IP. Nó cho phép một gói có thể mang nhiều
hơn một nhãn. Nó được cung cấp bởi việc đưa vào một nhãn mới (mức 2) bên trên nhãn đã
tồn tại (mức 1), gói được chuyển tiếp qua mạng dựa trên cơ sở các nhãn ở mức 2, sau khi
qua mạng này thì nhãn mức 2 bị loại ra và việc chuyển tiếp này hoạt động dựa trên các
nhãn mức 1. Nhãn trên cùng (top) đứng sau header lớp 2, còn nhãn cuối (bottom) đứng
trước header lớp 3. Tại mỗi hop router chỉ xử lý nhãn trên cùng của stack.
Chuyển mạch nhãn được thiết kế để co dãn các mạng lớn và MPLS hỗ trợ chuyển
mạch nhãn với hoạt động phân cấp, hoạt động phân cấp này dựa trên khả năng của MPLS
có thể mang nhiều hơn một nhãn trong gói. Ngăn xếp nhãn cho phép thiết kế các LSR trao
đổi thông tin với nhau và hành động này giống như việc tạo đường viền node để tạo ra một
miền mạng rộng lớn và các LSR khác. Có thể nói rằng các LSR này là các node bên trong
một miền và không liên quan đến đường viền node. Việc xử lí một gói nhãn được hoàn
thành độc lập với từng mức của sự phân cấp.
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
17
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
Chú ý : rằng trong stack nhãn thì nhãn cuối luôn có giá trị S là 1, các nhãn còn lại S là
0.
Hình 2.6 : Nhãn của Stack
2.3.3 Lớp chuyển tiếp tương đương FEC
Là một nhóm các gói IP:
Có cùng một đường đi trên mạng MPLS.
Có cùng xử lý giống nhau tại bất kỳ LSR nào.
Trong định tuyến truyền thống, một gói được gán tới một FEC tại mỗi hop. Còn trong
MPLS chỉ gán một lần tại LSR ngõ vào. Trong MPLS các gói tin đến với các prefix khác
nhau có thể gộp chung một FEC, bởi vì quá trình chuyển tiếp gói trong miền MPLS chỉ căn
cứ vào LSR ngõ vào để gán tới FEC cho việc xác định LSP, còn các LSR còn lại dựa vào
nhãn để chuyển gói. Với định tuyến IP, gói được chuyển dựa vào IP nên tại mỗi hop gói
đều được gán tới một FEC để xác định đường dẫn.
2.3.4 Đường chuyển mạch nhãn LSP
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 chuyển đổi nhãn (label-swapping forwarding).
2.3.5 Cơ sở dữ liệu nhãn LIB
Là bảng kết nối trong LSR có chứa các giá trị nhãn/FEC được gán vào cổng ra cũng
như thông tin về đóng gói phương tiện truyền.
2.3.6 Topo mạng MPLS
Miền MPLS (MPLS domain) là một “tập kế tiếp các nút hoạt động định tuyến và
chuyển tiếp MPLS”. Miền MPLS có thể chia thành Lõi MPLS (MPLS Core) và biên
MPLS (MPLS Edge).
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
18
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
Hình 2.7 : Topo mạng MPLS
Khi một gói tin IP đi qua miền MPLS, nó đi theo một tuyến được xác định phụ thuộc
vào FEC mà nó được ấn định khi đi vào miền. Tuyến này gọi là đường chuyển mạch nhãn
LSP. LSP chỉ một chiều, tức là cần hai LSP cho một truyền thông song công. Các nút có
khả năng chạy giao thức MPLS và chuyển tiếp các gói tin gốc IP được gọi là bộ định tuyến
chuyển mạch nhãn LSR.
LSR lối vào (Ingress LSR) xử lý lưu lượng đi vào miền MPLS.
LSR chuyển tiếp (Transit LSR) xử lý lưu lượng bên trong miền MPLS.
LSR lối ra (Egress LSR) xử lý lưu lượng rời khoi miền MPLS.
LSR biên (Edge LSR) thường được sử dụng như là tên chung cho cả
LSR lối vào và LSR lối ra.
2.3.7 Thành phần cơ bản của MPLS
Các thiết bị tham gia trong một mạng MPLS có thể được phân loại thành các bộ định
tuyến biên nhãn LER và các bộ định tuyến chuyển mạch nhãn LSR.
2.3.7.1 Thiết bị LSR
Thành phần quan trọng nhất của mạng MPLS là thiết bị định tuyến chuyển mạch nhãn
LSR. Thiết bị này thực hiện chức năng chuyển tiếp gói tin trong phạm vi mạng MPLS bằng
thủ tục phân phối nhãn.
2.3.7.2 Thiết bị LER
LER là một thiết bị hoạt động tại biên của mạng truy nhập và mạng MPLS. Các LER
hỗ trợ các cổng được kết nối tới các mạng không giống nhau (như Frame Relay, ATM, và
Ethernet ) và chuyển tiếp lưu lượng này vào mạng MPLS sau khi thiết lập LSP, bằng việc
sử dụng các giao thức báo hiệu nhãn tại lối vào và phân bổ lưu lượng trở lại mạng truy
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
19
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
nhập tại lối ra. LER đóng vai trò quan trọng trong việc chỉ định và huỷ nhãn, khi lưu lượng
vào trong hay ra khỏi mạng MPLS. LER là nơi xảy ra việc gán nhãn cho các gói tin trước
khi vào mạng MPLS.
Các thiết bị biên khác với các thiết bị lõi ở chỗ là: ngoài việc phải chuyển tiếp lưu
lượng nó còn phải thực hiện việc giao tiếp với các mạng khác.
2.4 Giao thức phân phối nhãn LDP
Giao thức phân phối nhãn LDP là giao thức để trao đổi thông tin nhãn giữa các LSR.
Cung cấp kỹ thuật giúp cho các LSR có kết nối trực tiếp nhận ra nhau và thiết lập liên kết
cơ chế khám phá (discovery mechanism).
Có 4 loại bản tin:
Bản tin Discovery: thông báo và duy trì sự có mặt của một LSR trong mạng.
Bản tin Adjency: có nhiệm vụ khởi tạo, duy trì và kết thúc những phiên kết
nối giữa các LSR.
Bản tin Label advertisement: thực hiện việc thông báo, đưa ra yêu cầu, hủy
bỏ và giải phóng thông tin nhãn.
Bản tin Notification: được sử dụng để thông báo lỗi. Thiết lập kết nối TCP
để trao đổi các bản tin (ngoại trừ bản tin Discovery).
2.4.1 Quá trình khám phá láng giềng LSR
Giao thức này hoạt động trên kết nối UDP và có thể được xem là giai đoạn nhận biết
nhau của hai LSR trước khi chúng thiết lập kết nối TCP. Một LSR sẽ quảng bá bản tin
hello tới tất cả LSR kết nối trực tiếp với nó trên một cổng UDP mặc định theo một chu kỳ
nhất định. Tất cả các LSR đều lắng nghe bản tin hello này trên cổng UDP. Nhờ đó LSR
biết được địa chỉ của tất cả các LSR kết nối trực tiếp với nó. Sau khi biết được địa chỉ của
một LSR nào đó, một kết nối TCP sẽ được thiết lập giữa hai LSR này. Ngay cả khi không
kết nối trực tiếp với nhau thì LSR vẫn có thể gửi định kỳ bản tin hello đến cổng UDP mặc
định của một địa chỉ IP xác định. Và LSR nhận cũng có thể gửi lại bản tin hello cho LSR
gửi để thiết lập kết nối TCP.
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
20
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
Hình 2.8 : Quá trình khám phá láng giềng
2.4.2 Các kiểu phân phối nhãn
Trong một miền MPLS, một nhãn gán tới một địa chỉ đích được phân phối tới các láng
giềng ngược dòng sau khi thiết lập session. Việc kết nối giữa mạng cụ thể với nhãn cục bộ
và một nhãn trạm kế (nhận từ router xuôi dòng) được lưu trữ trong LFIB và LIB. MPLS
dùng các phương thức phân phối nhãn như sau:
Phân phối nhãn theo yêu cầu.
Phân phối nhãn không theo yêu cầu.
Phân phối nhãn theo yêu cầu :
Phân phối nhãn không theo yêu cầu :
Hình 2.9 : Quá trình trao đổi thông tin nhãn trong LDP
2.5 Cấu trúc MPLS
Có hai cơ chế hoạt động trong MPLS là: ______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
21
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
Cơ chế Frame Mode :
Cơ chế này được sử dụng với các mạng IP thông thường, trong cơ chế này nhãn của
MPLS là nhãn thực sự được thiết kế và gán cho các gói tin, trong mặt phẳng điều khiển sẽ
đảm nhiệm vai trò gán nhãn và phân phối nhãn cho các định tuyến giữa các router chạy
MPLS, và trong cơ chế này các router sẽ kết nối trực tiếp với nhau qua 1 giao diện Frame
mode như là PPP, các router sẽ sử dụng địa chỉ IP thuần túy để trao đổi thông tin cho
nhau như là: thông tin về nhãn và bảng định tuyến routing table.
Còn với mạng ATM hay Frame relay chúng không có các kết nối trực tiếp giữa các
interface, nghĩa là không thể dùng địa chỉ IP thuần túy để trao đổi thông tin cho nhau, vì
vậy ta phải thiết lập các kênh ảo giữa chúng (PVC).
Cơ chế cell mode.
Thuật ngữ này dùng khi có một mạng gồm các ATM LSR dùng MPLS 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 ngõ vào (ingress router) 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
ngõ ra (egress router) sắp xếp lại các tế bào thành một gói.
Trong đó:
GFC : điều khiển luồng chung.
VPI : nhận dạng đường ảo.
VCI : nhận dạng kênh ảo.
PT : chỉ thị kiểu tường tin.
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
22
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
CLP : chức năng chỉ thị ưu tiên huỷ bỏ tế bào.
HEC : kiểm tra lỗi tiêu đề.
MPLS chia thành 2 mặt phẳng: mặt phẳng điều khiển MPLS ( Control plane ) và mặt
phẳng chuyển tiếp MPLS hay còn gọi là mặt phẳng dữ liệu (Data plane).
Hình 2.10 : Mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng dữ liệu
2.5.1 Mặt phẳng điều khiển
Thực hiện chức năng liên quan đến việc nhận biết khả năng có thể đi đến được các
mạng đích. Mặt phẳng điều khiển chứa tất cả thông tin định tuyến lớp 3 nhằm trao đổi
thông tin để có thể đi được đến mạng đích.
Các modul điều khiển MPLS gồm:
Định tuyến Unicast (Unicast Routing).
Định tuyến Multicast (Multicast Routing).
Kỹ thuật lưu lượng (Traffic engineering).
Mạng riêng ảo (Virtual private network).
Chất lượng dịch vụ (Quality of service).
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
23
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
Hình 2.11 : Các module điều khiển MPLS
2.5.2 Mặt phẳng dữ liệu
Thực hiện chức năng liên quan đến chuyển tiếp gói dữ liệu. Các gói này vừa có thể là
gói IP lớp 3 hoặc là gói IP đã được gán nhãn.Thông tin trong mặt phẳng dữ liệu, chẳng hạn
như giá trị nhãn thường được lấy từ mặt phẳng điều khiển. Việc trao đổi thông tin giữa các
router láng giềng, tạo ra các ánh xạ của các mạng đích đến các nhãn trong mặt phẳng điều
khiển, thường sử dụng để chuyển các gói đã gán nhãn trong mặt phẳng dữ liệu.
2.5.3 Các thành phần bên trong mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng dữ liệu
2.5.3.1 Chuyển mạch CEF
CEF là một sự thiết lập của Cisco dựa trên MPLS, sử dụng các dịch vụ của nó hoạt
động trên router Cisco. Là điều kiện tiên quyết để thực hiện MPLS, CEF cung cấp cơ chế
chuyển mạch độc quyền được dùng trên các router Cisco nhằm làm tăng tính đơn giản và
khả năng thực thi chuyển mạch IPv4 của một router.
2.5.3.2 Cơ sở thông tin chuyển tiếp FIB
CEF sử dụng FIB để chuyển tiếp các gói tin đến đích, là bản sao của nội dung bảng
định tuyến IP, chứa ánh xạ một – một giữa bảng FIB và các mục trong bảng định tuyến.
Khi CEF được dùng trên router, router duy trì tối thiểu một FIB, chứa một ánh xạ của các
mạng đích trong bảng định tuyến đến các hop kế thích hợp được kết nối trực tiếp. FIB nằm
trong mặt phẳng dữ liệu, dùng chuyển tiếp các gói bởi router.
2.5.3.3 Cơ sở thông tin nhãn LIB và cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn LFIB
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
24
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
Ngoài FIB còn có hai cấu trúc khác được xây dựng trên router, đó là LIB và LFIB. Các
giao thức phân phối được sử dụng giữa các router láng giềng trong miền MPLS nhằm đáp
ứng cho việc tạo ra các mục trong LIB và LFIB:
LIB nằm trong mặt phẳng điều khiển và thường được dùng bởi giao thức phân
phối nhãn. Các nhãn HOP kế được nhận từ các Downstream, còn các nhãn cục bộ
được tạo ra bởi giao thức phân phối nhãn.
LFIB nằm trong mặt phẳng dữ liệu, chứa một ánh xạ từ nhãn cục bộ đến nhãn
HOP kế.
2.5.3.4 Cơ sở thông tin định tuyến RIB
Thông tin về các mạng đích có khả năng đi đến được để lấy từ các giao thức định tuyến
chứa trong cơ sở thông tin định tuyến RIB hoặc bảng định tuyến. Bảng định tuyến cung
cấp thông tin cho một FIB. LIB sử dụng thông tin từ giao thức phân phối nhãn, và khi LIB
kết hợp cùng với các thông tin lấy từ FIB sẽ tạo ra cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn LFIB.
Hình 2.12 : Các thành phần MPLS trong mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng dữ liệu
2.6 Các giao thức định tuyến trong MPLS
2.6.1 Giao thức định tuyến OSPF
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
25
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
OSPF là một giao thức định tuyến dạng link-state hoạt động trong một hệ tự trị để tìm
ra đường đi ngắn nhất đầu tiên, sử dụng thuật toán Dijkstra “Shortest Path First (SPF)” để
xây dựng bảng định tuyến.
Ưu điểm:
OSPF đáp ứng được nhu cầu cho các mạng lớn.
Có thời gian hội tụ ngắn.
Hỗ trợ CIDR và VLSM.
Kích thước mạng thích hợp cho tất cả các mạng từ vừa đến lớn.
Sử dụng băng thông hiệu quả.
Chọn đường dựa trên chi phí thấp nhất.
Cấu hình OSPF:
Router(config)#router ospf process-id
Router(config-router)#network address wildcast-mask area area-id
2.6.2 Giao thức định tuyến EIGRP
EIGRP là một giao thức định tuyến lai (hybrid routing), nó vừa mang những đặc điểm
của distance vector vừa mang một số đặc điểm của link-state.
Ưu điểm:
EIGRP hội tụ nhanh và tiêu tốn ít băng thông.
EIGRP hỗ trợ VLSM và CIDR nên sử dụng hiệu quả không gian địa chỉ.
Cấu hình EIGRP:
Router(config)#router eigrp autonomous-system
Router(config-router)#network network-number
2.6.3 Giao thức định tuyến BGP
BGP là một giao thức định tuyến dạng path-vector và việc chọn đường đi tốt nhất
thông thường dựa vào một tập hợp các thuộc tính (attribute). BGP sử dụng kết nối TCP
trong mọi việc thông tin liên lạc (tạo kết nối TCP 179). BGP có thể sử dụng giữa các router
trong cùng một AS và khác AS. Khi BGP được dùng trong cùng một AS thì được gọi là
iBGP, còn dùng để kết nối các AS khác nhau thì gọi là eBGP.
Cấu hình BGP :
Router(config)#router bgp as-number
Router(config-router)#neighbor {ip address/peer-group-name} remote-as as-number
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
26
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
Router(config-router)#neighbor {ip address/peer-group-name} update-source interface type
interface-number
Router(config-router)#address-family vpnv4
Router(config-router-af)#neighbor {ip address/peer-group-name} activate
Router(config-router)#neighbor {ip address/peer-group-name} send-community
{extended/both}
Router(config-router)# neighbor {ip address/peer-group-name} next-hop-self
2.7 Phương thức hoạt động của MPLS
Khi một gói tin vào mạng MPLS, các bộ định tuyến chuyển mạch nhãn không thực
hiện chuyển tiếp theo từng gói mà thực hiện phân loại gói tin vào trong các lớp tương
đương chuyển tiếp FEC .
Sau đó các nhãn được ánh xạ vào trong các FEC. Một giao thức phân bổ nhãn LDP
được xác định và chức năng của nó là để ấn định và phân bổ các ràng buộc FEC/nhãn cho
các bộ định tuyến chuyển mạch nhãn LSR. Khi LDP hoàn thành nhiệm vụ của nó, một
đường dẫn chuyển mạch nhãn LSP được xây dựng từ ngõ vào tới ngõ ra. Khi các gói vào
mạng, LSR ngõ vào kiểm tra nhiều trường trong tiêu đề gói để xác định xem gói thuộc về
FEC nào. Nếu đã có một ràng buộc nhãn/FEC thì LSR ngõ vào gắn nhãn cho gói và chuyển
tiếp nó tới ngõ ra tương ứng. Sau đó gói được hoán đổi nhãn qua mạng cho đến khi nó đến
LSR ngõ ra, lúc đó nhãn bị loại bỏ và gói được xử lý tại lớp 3. Vì vậy quá trình chuyển
tiếp gói tin diễn ra nhanh hơn so với việc chuyển tiếp dựa vào định tuyến IP. Ngoài ra
MPLS còn có cơ chế Fast reroute. Do MPLS là công nghệ chuyển mạch hướng kết nối, khả
năng bị ảnh hưởng bởi lỗi đường truyền thường cao hơn các công nghệ khác. Trong khi đó,
các dịch vụ tích hợp mà MPLS phải hỗ trợ lại yêu cầu dung lượng cao. Do vậy, khả năng
phục hồi của MPLS đảm bảo khả năng cung cấp dịch vụ của mạng không phụ thuộc vào cơ
cấu khôi phục lỗi của lớp vật lý bên dưới.
Mặt phẳng điều khiển quản lý tập các tuyến mà một gói có thể sử dụng, trong mô hình
này một gói đi vào thiết bị mạng qua giao diện đầu vào, được xử lý bởi một thiết bị mà nó
chỉ xử lý thông tin về gói để đưa ra quyết định logic.
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
27
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
Hình 2.13 : Định tuyến chuyển mạch chuyển tiếp
Giả sử ta có một mạng đơn giản như sau trong đó Router A là Ingress router (router
biên ngõ vào), Router C là Egress router (router biên ngõ ra).
Hình 2.14 : Mạng MPLS
Ở đây sẽ trình bày cách các router xây dựng bảng FIB và LFIB cho Network X là
mạng mà cần truyền dữ liệu đến. Phương thức gán và phân tán nhãn gồm những bước như
sau:
Bước 1: Giao thức định tuyến (OSPF hay EIGRP…) xây dựng bảng routing
table.
Bước 2: Các LSR lần lượt gán 1 nhãn cho một IP đích trong bảng routing
table một cách độc lập.
Bước 3: LSR lần lượt phân tán nhãn cho tất cả các router LSR kế cận.
Bước 4: Tất cả các LSR xây dựng các bảng LIB, LFIB, FIB dựa trên nhãn
nhận được.
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
28
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
Đầu tiên các router sẽ dùng các giao thức định tuyến như OSPF hay EIGRP…để tìm
đường đi cho gói tin giống như mạng IP thông thường và xây dựng nên bảng routing table
cho mỗi router trong mạng. Giả sử, ở đây router A muốn đến mạng X thì phải qua router
B, B chính là Next-hop của router A để đến mạng X.
Hình 2.15 : Quá trình xây dựng bảng routing table
Sau khi bảng routing table đã hình thành, các router sẽ gán nhãn cho các đích đến mà
có trong bảng routing table của nó, ví dụ ở đây router B sẽ gán nhãn bằng 25 cho mạng X,
nghĩa là những nhãn vào có giá trị 25 router B sẽ chuyển nó đến mạng X.
Hình 2.16 : Quá trình dãn nhãn của Router B
Router B phân tán nhãn 25 cho tất cả các router LSR kế cận nó cùng lúc đó bảng tra
LIB hình thành trong router B và có entry như hình 2.17.
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
29
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
Hình 2.17 : Quá trình phân phối nhãn của Router B
Các router LSR nhận được nhãn từ router láng giềng sẽ cập nhật vào bảng LIB, riêng
với router biên (Edge LSRs) sẽ cập nhật vào bảng LIB và cả FIB của nó.
Hình 2.18 : Quá trình tạo bảng LIB
Cũng giống như B, router C sẽ gán nhãn là 47 cho Network X và sẽ quảng bá nhãn này
cho các router kế cận, C không quảng bá cho router D vì D không chạy MPLS.
Hình 2.19 : Quá trình phân phối nhãn của Router C
Cùng lúc đó router C hình thành 2 bảng tra LIB và LFIB có các entry như hình 2.19.
Sau khi nhận được quảng bá của router C, router B sẽ thêm nhãn 47 vừa nhận được vào
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
30
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
trong bảng tra FIB và LIB đồng thời xây dựng bảng tra LFIB có các entry như hình 2.20,
router E chỉ thêm nhãn 47 vào trong LIB và FIB.
Hình 2.20 : Quá trình tạo bảng FLIB
Như vậy ta đã có được đường đi từ biên router A đến mạng cần đến là mạng X, hay nói
cách khác một LSP đã hình thành. Bây giờ gói tin có thể truyền theo đường này tới đích
như sau: Một gói tin IP từ mạng IP đến router biên Ingress, router A sẽ thực hiện tra bảng
FIB của nó để tìm ra next hop cho gói tin này, ở đây A sẽ gán nhãn 25 cho gói tin này theo
entry có trong bảng FIB của nó và sẽ gửi tới next hop là router B để đến mạng X.
Hình 2.21 : Quá trình kiểm nhãn tại ingress LSR
Gói tin với nhãn 25 được truyền đến cho router B, router B sẽ tra bảng LFIB của nó
và tìm ra giá trị nhãn ngõ ra cho gói tin có nhãn ngõ vào 25 là 47, router B sẽ swap nhãn
thành 47 và truyền cho next hop là router C.
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
31
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
Hình 2.22 : Quá trình hoán đổi nhãn
Gói tin với nhãn 47 được truyền đến router C, router C sẽ tra bảng LFIB của nó và
tìm ra hoạt động tiếp theo cho gói tin có nhãn vào 47 là sẽ pop nhãn ra khoi gói tin và
truyền cho next hop là router D, như vậy gói tin đến D là gói tin IP bình thường không
nhãn.
Hình 2.23 : Quá trình tháo nhãn tại egress LSR
Gói tin IP này đến D, router D sẽ tra bảng routing table của nó và truyền cho mạng X.
2.8 Tổng kết chương 2
Qua đây ta có thể biết được các thành phần và cách hoạt động của MPLS. Nắm được
ưu và nhược điểm của MPLS, và tại sao MPLS sẽ được triển khai rộng rãi. Sử dụng MPLS
ta có thể dễ dàng mở rộng mạng lưới mạng mà không cần phải cấu hình router lõi, chi phí
cho sự mở rộng ít,… MPLS có khả năng linh hoạt và chuyển mạch tốc độ cao dựa trên sự
kết hợp của IP và ATM. Có thể nói mạng MPLS hiện nay đang là sự lựa chọn tốt nhất cho
các nhà quản trị mạng. MPLS có các modul: MPLS VPN, MPLS QoS, MPLS TE,.. Trong
đó MPLS VPN là một trong những vấn đề quan trọng khi truyền dữ liệu giữa các mạng,
nó thay thế cho mạng VPN truyền thống.
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
32
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
CHƯƠNG 3 : MPLS VPN
3.1 MPLS VPN là gì?
MPLS VPN kết hợp những đặc điểm tốt nhất của Overlay VPN và peer-to-peer VPN:
Các router PE tham gia vào quá trình định tuyến của khách hàng (customer), tối ưu
việc định tuyến giữa các site của khách hàng.
Các router PE sử dụng các bảng định tuyến ảo (virtual routing table) cho từng khách
hàng nhằm cung cấp khả năng kết nối vào mạng của nhà cung cấp cho nhiều khách
hàng.
Các khách hàng có thể sử dụng địa chỉ IP trùng nhau (overlap addresses) MPLS
VPN backbone và các site khách hàng trao đổi thông tin định tuyến lớp 3. MPLS
VPN gồm các vùng sau:
Mạng khách hàng: thường là miền điều khiển của khách hàng gồm các thiết bị hay
các router trải rộng trên nhiều site của cùng một khách hàng. Các router CE là
những router trong mạng khách hàng giao tiếp với mạng của nhà cung cấp.
Mạng của nhà cung cấp: là miền thuộc điều khiển của nhà cung cấp gồm các router
biên (edge) và lõi (core) để kết nối các site thuộc vào các khách hàng trong một hạ
tầng mạng chia sẻ. Các router PE là các router trong mạng của nhà cung cấp giao
tiếp với router biên của khách hàng. Các router P là router trong lõi của mạng, giao
tiếp với các router lõi khác hoặc router biên của nhà cung cấp.
Trong mạng MPLS VPN, router lõi cung cấp chuyển mạch nhãn giữa các router biên
của nhà cung cấp và không biết đến các tuyến VPN. Các router CE trong mạng khách hàng
không nhận biết được các router lõi, do đó cấu trúc mạng nội bộ của mạng nhà cung cấp
trong suốt đối với khách hàng.
3.2 Lợi ích của MPLS VPN
Chi phí thấp, tốc độ ổn định, đáp ứng được yêu cầu về bảo mật thông tin, đơn
giản trong việc quản lý và dễ dàng trong việc chuyển đổi.
Giảm thiểu chi phí so với các công nghệ tương đồng trong việc quản lý, xây dựng,
triển khai trong một mạng diện rộng.
Tính ổn định và khả năng mở rộng: đáp ứng nhu cầu mở rộng một cách nhanh
chóng, có thể kết nối nhanh chóng với các mạng khác.
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
33
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
Thích ứng với nhiều loại công nghệ khác nhau và không thay thế hệ thống mạng
hiện tại của khách hàng. Với khả năng hỗ trợ nhiều loại công nghệ khác nhau do
đó MPLS có thể hỗ trợ nhiều kiểu truy cập khác nhau như Frame relay, IP, …làm
giảm thiểu chi phí cho khách hàng hoặc có thể tận dụng thiết bị mạng sẵn có.
An toàn mạng: với tính năng mã hóa và tạo đường hầm của công nghệ VPN giúp
MPLS đạt được mức độ an toàn cao như trong môi trường mạng riêng.
Chất lượng dịch vụ: đảm bảo phân biệt thứ tự ưu tiên cho các lọai dữ liệu khác
nhau như: số liệu, hình ảnh, âm thanh.
3.3 Các thành phần trong MPLS VPN
3.3.1 Virtual Routing and Forwarding Table (VRF)
Chức năng của VRF giống như một bản định tuyến toàn cục, ngoại trừ việc nó chứa
mọi tuyến liên quan đến một VPN cụ thể. VRF chứa một bảng định tuyến IP tương ứng
với bảng định tuyến IP toàn cục, một bảng CEF, liệt kê các cổng giao tiếp tham gia vào
VRF, và một tập hợp các nguyên tắc xác định giao thức định tuyến trao đổi với các router
CE (routing protocol contexts). VRF còn chứa các định danh VPN (VPN identifier) như
thông tin thành viên VPN (RD và RT).
Hình 3.1 : Bảng VRF
3.3.2 Multiprotocol BGP (MP-BGP)
MP-BGP chạy giữa các router biên nhà cung cấp để trao đổi thông tin các tuyến
VPNv4. MP-BGP là mở rộng của giao thức BGP hiện tại. Địa chỉ VPNv4 khách hàng là
một địa chỉ 12 byte, kết hợp của địa chỉ IPv4 và RD. 8 byte đầu là RD; 4 byte tiếp theo là
địa chỉ IPv4.
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
34
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
Một phiên làm việc MP-BGP giữa các PE trong một BGP AS được gọi là MP-iBGP
session và kèm theo các nguyên tắc thực thi của iBGP liên quan đến thuộc tính của BGP
(BGP attributes). Nếu VPN mở rộng ra khỏi phạm vi một AS, các VPNv4 sẽ trao đổi giữa
các AS tại biên bằng MP-eBGP session.
3.3.3 Route Distinguisher (RD)
RD là một định danh 64-bit duy nhất. Giải quyết trùng địa chỉ IP của các khách hàng
bằng cách ghép thêm 64-bit vào IPv4 tạo thành địa chỉ VPNv4 (96 bit). Do đó chỉ duy nhất
một RD được cấu hình cho một VRF trên router PE. Các địa chỉ VPNv4 được trao đổi giữa
các router PE qua BGP. RD có thể có hai định dạng: dạng địa chỉ IP hoặc chỉ số AS
Hình 3.2 : Giá trị RD
Đầu tiên router PE-1 ghép thêm 64-bit RD vào gói tin IPv4 tạo thành địa chỉ VPNv4 và
thông qua giao thức MP-BGP chuyển gói tin đến router PE-2
Hình 3.3 Quá trình gán RD
Tại router PE-2 gói tin được bo RD khoi VPNv4 thành IPv4
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
35
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
Hình 3.4 : Quá trình tháo RD
3.3.4 Route Targets (RT)
Route targets (RT) là những định danh dùng trong miền MPLS VPN khi triển khai
MPLS VPN nhằm xác định thành viên VPN của các tuyến được học từ các site cụ thể. RT
được thực thi bởi các BGP community mở rộng sử dụng 16 bit cao của BGP extended
community (64 bit) mã hóa với một giá trị tương ứng với thành viên VPN của site cụ thể.
Khi một tuyến VPN học từ một CE chèn vào VPNv4 BGP, một danh sách các thuộc tính
community mở rộng cho VPN router target được kết hợp với nó.
RT được kèm theo định tuyến được gọi là export RT và được cấu hình riêng biệt cho
mỗi VRF tại router PE. Export RT dùng để xác định thành viên VPN và được kết hợp
với mỗi VRF.
Import RT kết hợp với mỗi VRF và xác định các tuyến VPNv4 được thêm vào VRF
cho khách hàng cụ thể. Định dạng của RT giống như giá trị RD.Khi thực thi các cấu
trúc mạng VPN phức tạp (như: extranet VPN, Internet access VPNs, network
management VPN,…) sử dụng công nghệ MPLS VPN thì RT giữ vai trò nòng cốt.
Một địa chỉ mạng có thể được kết hợp với một hoặc nhiều export RT khi quảng bá
qua mạng MPLS VPN.
3.4 Cách hoạt động MPLS VPN
Sơ đồ dòng dữ liệu MPLS VPN lớp 3 :
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
36
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
Hình 3.5 : Sơ đồ hoạt động của MPLS lớp 3
Khi vận chuyển trong mạng MPLS VPN, một gói IP được gán hai nhãn sau: Nhãn PE
được sử dụng bởi các router lõi (P router) để vận chuyển gói tin trong mạng MPLS; nhãn
VPN được sử dụng bởi các router biên của mạng MPLS (PE router) để đưa gói tin đến
đúng router đích.
Sơ đồ dòng dữ liệu MPLS VPN lớp 2 :
Hình 3.6 : Hoạt động của MPLS lớp 2
Trong mạng MPLS VPN lớp 2, một frame (dữ liệu của tầng 2) được gán hai nhãn:
nhãn L1 được sử dụng bởi các router lõi ( router P) để vận chuyển các frame trong mạng
MPLS và nhãn VC1 được sử dụng bởi các PE router để đưa các frame đến đúng router của
khách hàng. Khi khách hàn sử dụng dịch vụ VPN lớp 2, các thiết bị mạng dùng để kết nối
các văn phòng khác nhau của một đơn vị có cùng một subnet. Thiết bị định tuyến của nhà
cung cấp dịch vụ và khách hàng không trao đổi thông tin định tuyến (routing protocols) với
nhau.
3.5 Hoạt động của mặt phẳng điều khiển MPLS VPN
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
37
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
Mặt phẳng điều khiển trong MPLS VPN chứa mọi thông tin định tuyến lớp 3 và các
tiến trình trao đổi thông tin của các IP prefix được gán và phân phối nhãn bằng LDP.
Hình 3.7 : Mặt phẳng điều khiển MPLS/ VPN
Các bước hoạt động của mặt phẳng điều khiển MPLS VPN: Mỗi router PE quảng cáo
địa chỉ loopback của nó: PE1 quảng cáo 1.1.1.1/32 và PE2 quảng cáo 2.2.2.2/32. LDP
dùng để phân phối thông tin gắn nhãn giữa các router chạy MPLS. Trên mỗi router PE,
LFIB chứa một nhãn gắn với địa chỉ loopback của router PE khác. Khi PE1 chuyển tiếp gói
từ 2.2.2.2 trên PE2, nó sẽ gắn thêm nhãn 20 cho gói và khi PE2 chuyển tiếp một gói từ
1.1.1.1, nó sẽ đặt nhãn 10 cho gói. Định tuyến và chuyển tiếp VPN được tạo trên PE1 và
PE2, gọi là VPNA. PE1 dùng giao tiếp S0/0 trong VPN này và PE2 dùng giao tiếp S0/1.
OSPF chạy giữa các PE1và CE1; PE2 và CE2. Khi PE1 nhận tuyến đường tới mạng
10.1.1.0 từ CE1, router đặt nó trong bảng định tuyến của VPNA. Lúc này, nó gán nhãn (5)
cho prefix. Khi PE2 nhận tuyến đường tới mạng 10.1.2.0 từ CE2, nó đặt vào bảng định
tuyến của VPNA. Lúc này nhãn (6) được gán cho prefix. PE1 sau đó gởi cập nhật MP-
iBGP đa giao thức tới PE2 quảng cáo mạng 10.1.1.0. Cập nhật cũng chứa nhãn (5) mà PE1
gắn cho prefix 10.1.1.0, và PE2 gắn thêm vào bất kỳ gói nào tới mạng 10.1.1.0 trước khi nó
chuyển tiếp gói. Khi PE1 quảng cáo tuyến, nó đặt địa chỉ BGP chặng kế là 1.1.1.1/32, là
địa chỉ loopback của nó.
PE2 sau đó gửi cập nhật iBGP đa giao thức cho PE1 quảng cáo mạng 10.1.2.0. Cập
nhật cũng chứa nhãn (6), mà PE2 gán cho prefix 10.1.2.0 và PE1 phải gắn thêm vào các gói
tới mạng 10.1.2.0 trước khi chuyển tiếp nó. Khi PE2 quảng cáo tuyến đường, nó đặt địa chỉ
BGP chặng kế là 2.2.2.2/32 là địa chỉ loopback của nó. PE1 đưa prefix 10.1.2.0 vào bảng
định tuyến của VPNA và PE2 đưa prefix 10.1.1.0 vào bảng định tuyến của VPNA.
3.6 Hoạt động của mặt phẳng dữ liệu MPLS VPN
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
38
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
Mặt phẳng dữ liệu thực hiện chức năng chuyển tiếp các gói IP được gán nhãn đến trạm
kế để về đích. Việc chuyển tiếp trong mạng MPLS VPN đòi hỏi phải dùng chồng nhãn
(label stack).
Nhãn trên (top lable) được gán và hoán đổi (swap) để chuyển tiếp gói dữ liệu đi trong
lõi MPLS. Nhãn thứ hai (nhãn VPN) được kết hợp với VRF ở router PE để chuyển tiếp gói
đến các CE. Hình 3.9 mô tả các bước trong chuyển tiếp dữ liệu khách hàng của mặt phẳng
dữ liệu từ một site khách hàng CE2-A tới CE1-A trong hạ tầng mạng của SP.
Hình 3.8 : Mặt phẳng dữ liệu MPLS / VPN
Sau đây là những bước trong việc chuyển tiếp của mặt phẳng dữ liệu minh họa cho
hình 3.8: CE1 bây giờ gởi một gói tới máy 10.1.2.1. Gói được chuyển tiếp tới PE1. PE1
đặt nhãn trong cho gói là 6. Sau đó nó xem xét đích tới trong bảng định tuyến của VPNA.
Nó xác định rằng địa chỉ IP chặng kế là 2.2.2.2. Nó xem trong LFIB của nó để xác định
nhãn ra nào. Lúc này, PE1 đặt nhãn ngoài cho gói là 20 và chuyển ra cổng giao tiếp hướng
tới PE2. Nhãn ngoài là 20 và nhãn trong là 6. Khi PE2 nhận gói nhãn, nó gỡ bỏ nhãn ngoài
20 và kiểm tra nhãn trong. Nhãn trong (6) cho router biết giao tiếp nào nó sẽ chuyển tiếp
gói ra. Gói sau đó được chuyển tới CE2.
3.7 Vấn đề bảo mật trong MPLS/ VPN
3.7.1 Khoảng địa chỉ và định tuyến riêng biệt
MPLS cho phép các VPN khác nhau sử dụng một dải địa chỉ như nhau và được sử
dụng như dải địa chỉ riêng [RFC1918]. điều này đạt được nhờ việc đưa thêm Tham số phân
biệt định tuyến (route distinguisher - RD) 64 bit vào mỗi địa chỉ IPv4, làm cho các địa chỉ
VPN duy nhất cũng trở thành duy nhất trong lõi MPLS. Địa chỉ mở rộng này cũng được
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
39
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
gọi là “địa chỉ VPN - IPv4” (hình 1). Do vậy, các khách hàng của một dịch vụ MPLS
không cần thay đổi địa chỉ hiện thời của họ trong mạng.
3.7.2 Che giấu cấu trúc lõi của MPLS
Vì lý do bảo mật, các công ty cung cấp dịch vụ và khách hàng thường không muốn cấu
trúc mạng của họ bị lộ ra ngoài. Điều này làm cho việc tấn công bị khó khăn hơn. Nếu một
kẻ tấn công không biết về mục tiêu, anh ta chỉ có thể suy đoán địa chỉ IP hoặc cố tìm ra địa
chỉ IP bằng cách thử. Do phần lớn các cuộc tấn công từ chối dịch vụ DoS (Denial - of -
Service) không cung cấp phản hồi cho các kẻ tấn công nên việc tấn công một mạng sẽ là
khó khăn.
Với một địa chỉ IP đã biết, một kẻ tấn công có thể tiến hành một cuộc tấn công DoS
với thiết bị đó. Vì thế tốt hơn hết là không tiết lộ bất cứ thông tin nào về mạng nội bộ cho
bên ngoài. Việc này cần phải được áp dụng cho hệ thống mạng của khách hàng cũng như
lõi MPLS. Trên thực tế, rất nhiều biện pháp cần phải được áp dụng nhưng quan trọng hơn
hết là lọc gói dữ liệu trên quy mô lớn.
Không một bộ định tuyến P (Provider) hay các VPN khác được VPN1 nhìn thấy. Kết
nối giữa bộ định tuyến CE (Customer Edge) và PE (Provider Edge), bao gồm địa chỉ kết
nối của bộ định tuyến PE, thuộc về khoảng địa chỉ của VPN. Tất cả các địa chỉ còn lại của
bộ định tuyến PE, như các kết nối vòng phản hồi, không thuộc khoảng địa chỉ của VPN.
MPLS không đưa các thông tin không cần thiết ra bên ngoài, cho dù đó là khách hàng
VPN. Việc địa chỉ hóa mạng lõi có thể tiến hành với các địa chỉ riêng [RFC1918] hay các
địa chỉ công cộng. Do giao diện tới VPN - và có thể là Internet - là BGP, do vậy không có
lý do để tiết lộ bất kỳ thông tin nội bộ nào. Thông tin duy nhất cần trong trường hợp giao
thức định tuyến giữa PE và CE là địa chỉ của bộ định tuyến PE (IP PE trong hình 2). Nếu
thông tin này không cần thiết, định tuyến tĩnh có thể được cấu hình giữa PE và CE. Với
phương pháp này, lõi MPLS có thể giữ kín hoàn toàn.
Trong trường hợp dịch vụ VPN với truy nhập Internet được chia xẻ, một nhà cung cấp
dịch vụ thông thường sẽ thông báo các tuyến của khách hàng mong muốn sử dụng luồng
Internet lên hay kết nối tới các nhà cung cấp dịch vụ khác. điều này có thể thực hiện thông
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
40
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
qua chức năng Biên dịch địa chỉ mạng (Network Address Translation - NAT) để đảm bảo
việc che dấu thông tin địa chỉ về mạng của khách hàng. Trong trường hợp này, khách hàng
không tiết lộ thông tin cho Internet nói chung nhiều hơn so với một dịch vụ Internet. Thông
tin lõi cũng sẽ không được tiết lộ, trừ khi cho địa chỉ kết nối (peering address) của bộ định
tuyến PE có chức năng kết nối Internet.
3.7.3 Chống lại các cuộc tấn công
Phần trên chỉ ra rằng không thể nào xâm nhập vào các VPN khác. Khả năng duy nhất
là tấn công vào lõi MPLS và cố gắng tấn công vào VPN khác từ lõi này. Lõi MPLS có thể
bị tấn công theo 2 cách cơ bản:
Tấn công các bộ định tuyến PE trực tiếp
Tấn công vào cơ chế thông báo của MPLS (phần lớn là định tuyến).
Để tấn công vào một thành phần của mạng MPLS, việc đầu tiên là cần biết địa chỉ của
thiết bị. Như đã được nói ở trên, cấu trúc địa chỉ của lõi MPLS có thể được che dấu với
bên ngoài. Do đó, kẻ tấn công không biết địa chỉ IP của bất kỳ bộ định tuyến nào trong
lõi mà anh ta muốn tấn công. Kẻ tấn công chỉ có thể đoán các địa chỉ và gửi các gói dữ
liệu đến các địa chỉ này.
Định tuyến giữa VPN và lõi MPLS có thể được cấu hình theo 2 cách:
Tĩnh : Trong trường hợp này các bộ định tuyến PE được cấu hình với định tuyến
tĩnh tới mạng sau mỗi CE, và các CE được cấu hình tĩnh chỉ tới bộ định tuyến PE
cho bất kỳ mạng nào tại các phần còn lại của VPN (thông thường là tuyến mặc
định). Có hai trường hợp nhỏ: bộ định tuyến tĩnh có thể chỉ tới địa chỉ của bộ định
tuyến PE, hoặc tới giao diện của bộ định tuyến CE.
Động : tại đây một giao thức định tuyến (ví dụ: Routing Information Protocol - RIP,
Open Shortest Path First - OSPF, BGP) được sử dụng để trao đổi thông tin định
tuyến giữa các CE và PE tại mỗi điểm kết nối tương ứng.
Trong trường hợp định tuyến tĩnh từ bộ định tuyến CE tới bộ định tuyến PE chỉ tới một
giao diện, bộ định tuyến CE không cần biết bất kỳ một địa chỉ IP của mạng lõi, thậm chí
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
41
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
của cả bộ định tuyến PE. điều này có hạn chế cho các cấu hình lớn hơn cho định tuyến tĩnh,
nhưng nhìn từ góc độ bảo mật, đây là cách được ưa thích hơn các trường hợp khác.
Trên thực tế, truy nhập tới bộ định tuyến PE thông qua giao diện CE/PE có thể bị hạn
chế tới giao thức định tuyến được yêu cầu bằng cách sử dụng danh mục quản lý truy nhập
(Access Control Lists - ACL). Giải pháp này hạn chế điểm tấn công tới một giao thức định
tuyến, ví dụ BGP. Một vụ tấn công có thể gửi dữ liệu tới nhiều bộ định tuyến, hay làm tràn
ngập bộ định tuyến PE với các thông tin cập nhật định tuyến. Cả hai đều dẫn tới DoS, tuy
nhiên không cho phép truy nhập trái phép.
3.7.4 Giả nhãn
Trong MPLS, gói dữ liệu mạng được truyền đi không dựa trên địa chỉ IP đích mà dựa
trên các nhãn do các bộ định tuyến PE gán vào. Giống như tấn công kiểu giả IP khi một kẻ
tấn công thay địa chỉ IP nguồn hoặc đích của một gói dữ liệu, về mặt lý thuyết có thể làm
giả nhãn của một gói dữ liệu MPLS. Phần này tập trung vào việc liệu có thể chèn vào gói
dữ liệu với một nhãn sai vào mạng MPLS từ bên ngoài, ví dụ từ một VPN (bộ định tuyến
CE) hay từ Internet.
Theo nguyên tắc, giao tiếp giữa bất kỳ bộ định tuyến CE và bộ định tuyến PE tương
ứng là một giao tiếp IP (không có nhãn). Bộ định tuyến CE không biết đến lõi MPLS, và
cho rằng nó gửi các gói IP đến một bộ định tuyến thường. Độ thông minh được thể hiện tại
thiết bị PE, dựa vào cấu hình mà nhãn được lựa chọn và gán vào gói tin. Đây là trường hợp
cho tất cả bộ định tuyến PE, bộ định tuyến chuyển tiếp CE cũng như dòng dữ liệu lên của
nhà cung cấp dịch vụ. Tất cả các giao tiếp tới đám mây MPLS chỉ cần gói dữ liệu IP,
không có nhãn.
Vì các lý do bảo mật, một bộ định tuyến PE sẽ không bao giờ chấp nhận một gói dữ
liệu có nhãn từ một bộ định tuyến CE. Trong các bộ định tuyến của Cisco, khi các gói dữ
liệu với các nhãn đi đến từ giao tiếp CE thì sẽ bị huỷ bỏ. Vì vậy không thể đưa vào một
nhãn giả vì không một nhãn nào được chấp nhận.
Các khả năng cuối cùng để làm giả địa chỉ IP của một gói dữ liệu là gửi đến lõi của
MPLS. Tuy nhiên, có sự phân chia địa chỉ nghiêm ngặt giữa các bộ định tuyến PE và mỗi
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
42
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
VPN có một bảng định tuyến VRF (Virtual Routing and Forwarding instance) của riêng nó,
nên việc tấn công kiểu này chỉ làm ảnh hưởng đến VPN mà các gói dữ liệu giả được sinh
ra, hay nói cách khác, khách hàng VPN tự tấn công chính mình. MPLS không tạo ra một
nguy cơ bảo mật nào ở đây
3.8 Tổng kết chương 3
Như vậy, có thể thấy rằng MPLS-VPN đáp ứng được những yêu cầu đặt ra của một
mạng VPN, đồng thời giải quyết được một cách triệt để những hạn chế của các mạng VPN
truyền thống dựa trên công nghệ ATM, Frame Relay và đường hầm IP.
Qua phần này có thể nắm rõ các thành phần và cách hoạt động của MPLS VPN. MPLS
VPN giúp quá trình truyền dữ liệu nhanh, an toàn. Trong mang MPLS VPN router lõi của
nhà cung cấp dịch vụ không biết đến định tuyến VPN của khách hàng, dễ dàng cho việc
mở rộng quy mô mạng MPLS-VPN.
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
43
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
CHƯƠNG 4 : ỨNG DỤNG MPLS/VPN TRÊN MEGAWAN
4.1 Khái niệm chung về MegaWan
MegaWAN là dịch vụ kết nối mạng máy tính tại nhiều điểm cố định khác nhau trên diện
rộng của các tổ chức, doanh nghiệp. Đây là mạng riêng ảo kết nối mạng riêng nội hạt, liên
tỉnh, quốc tế để truyền số liệu, truyền dữ liệu thông tin rất tiện lợi và đáng tin cậy cho
doanh nghiệp trong kinh doanh. Là dịch vụ cung cấp kết nối mạng riêng cho khách hàng
trên giao thức MPLS. Dịch vụ MPLS/VPN cho phép triển khai các kết nối nhanh chóng,
đơn giản, thuận tiện với chi phí thấp.
MegaWan rất cần thiết cho các tổ chức, doanh nghiệp có nhiều chi nhánh, nhiều điểm
giao dịch cần phải kết nối truyền dữ liệu như: Ngân hàng, Bảo hiểm, Hàng không, Cty
chứng khoán ...MegaWan kết nối các mạng máy tính trong nước và quốc tế bằng đường
dây thuê bao SHDSL (công nghệ đường dây thuê bao số đối xứng) hoặc ADSL (công nghệ
đường dây thuê bao số bất đối xứng) kết hợp với công nghệ MPLS/VPN.
4.2. Các yêu cầu đặt ra khi thiết kế mạng MEGAWAN
Chủ yếu có 4 yêu cầu chính như sau:
+ Mạng WAN phải mềm dẻo, có khả năng đáp ứng được những thay đổi trong hoạt
động kinh doanh của doanh nghiệp như mở thêm văn phòng, thay đổi nhà cung cấp nguyên
liệu, thay đổi nhà phân phối, kênh bán hàng, v.v..., khi đó cấu trúc mạng và số nút mạng
cũng cần được thay đổi theo.
+ Khả năng khôi phục nhanh khi có sự cố, gia tăng khả năng định tuyến lại lưu lượng
thật nhanh chóng khi một điểm trung gian trên mạng hoặc 1 đường truyền dẫn bị đứt.
Thông thường yêu cầu về thời gian khôi lục liên lạc trong khoảng 50 ms hay nhỏ hơn nếu
như phục cho các lưu lượng thoại
+ Hội tụ hạ tầng mạng lưới (Convergence of Network Infrastructure): hợp nhất rất
nhiều loại công nghệ (như ATM, Frame Relay), các giao thức (như IP, IPX, SNA) và các
kiểu lưu lượng (như data, voice, và video) vào cùng một hạ tầng mạng duy nhất.
+ Cách ly lưu lượng (Traffic Isolation) : nhằm tăng tính bảo mật (chỉ truy cập được
vào luồng lưu lượng của mình) và tính ổn định (các hoạt động của một thực thể chỉ ảnh
hưởng đến thực thể đó) .
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
44
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
Do đó, giải pháp đưa ra là phải xây dựng một mạng mềm dẻo và đa dịch vụ. Mạng
này phải tích hợp được các dịch vụ của intranet, extranet, Internet và hỗ trợ cho mô hình
VPN đa dịch vụ. Sự xuất hiện của MPLS đã đưa ra được một giải pháp như thế và sẽ là sự
lựa chọn ưu tiên của các nhà cung cấp.
4.3 Ứng dụng của MEGAWAN
Mạng nối Mạng (LAN/WAN to LAN/WAN).
Xem phim theo yêu cầu (Video on Demand).
Hội nghị truyền hình (Video Conferencing).
Chơi Game trên mạng (Network game ; Game online).
Làm việc từ xa , tại nhà (home office , Telecommuting).
Đào tạo/học từ xa qua mạng (Tele learning).
Chẩn đoán/điều trị bệnh từ xa (Tele medicine).
Mua hàng/Bán hàng qua mạng (Online Shopping).
Phát thanh/truyền hình (Broadcast Audio&TV).
Phục vụ cho các DV an ninh ... (home security, traffic management …)
Dịch vụ mạng riêng ảo (VPN).
4.4 Mô hình MEGAWAN thực tế
Cho phép kết nối các mạng máy tính của doanh nghiệp (như các văn phòng, chi nhánh,
cộng tác viên từ xa, v.v... ) thuộc các vị trí địa lý khác nhau tạo thành một mạng duy nhất
và tin cậy thông qua việc sử dụng các liên kết băng rộng xDSL. Cho phép vừa truy nhập
mạng riêng vừa truy cập Internet.
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
45
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
Hình 4.1 : Mô hình mạng MegaWAN (nội tỉnh)
Hình 4.2 : Mô hình mạng MegaWAN (liên tỉnh)
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
46
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
Hình 4.3 : Mô hình MegaWAN truy cập mạng riêng ảo đồng thời truy nhập Internet
4.4.1 Gọi điện thoại miễn phí dựa trên hệ thống tổng đài nội bộ
Với hệ thống tổng đài nội bộ đã có sẵn cộng thêm giải pháp VoIP không phải tốn chi
phí điện thoại đường dài hằng tháng đã tạo ra một bước ngoặt lớn trong quá trình truyển
thông :
Chất lượng điện thoại rõ như đang nói chuyện trực tiếp với nhau.
Cách quay số rất đơn giản, dễ sử dụng.
Chi phí xây dựng mạng VOIP thấp.
Việc gọi điện thoại VoIP thông qua mạng MegaWAN không tốn bất kỳ chi phí nào.
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
47
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
Hình 4.4 : VoIP thông qua mạng MegaWAN
4.4.2 Truyền hình hội nghị
Giải pháp truyền hình hội nghị thông qua mạng MegaWAN để giảm chi phí đi lại hội
họp giữa các chi nhánh của Công ty ở các Tỉnh khác nhau,. Tại các chi nhánh là các đầu
cầu truyền hình mà có thể nhìn thấy và nghe thấy các đầu cầu truyền hình khác.
Hình 4.5 : Mô hình truyền hình trực tuyến qua MEGAWAN
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
48
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
4.4.3 Giám sát camera thông qua mạng MEGAWAN
Thông qua mạng MegaWAN có thể giám sát hệ thống camera tại các chi nhánh. Có
quan sát hình ảnh của các chi nhánh, hình ảnh các nơi cần được giám sát…Hệ thống
camera tại các chi nhánh có thể là Camera Analog hay Camera IP. Chuyển đổi Analog-
VoIP -- Grandstream
Hình 4.6 : Mô hình thiết lập camera giám sát quan MegaWan
4.5 Tổng kết chương 4
MEGAWAN chính là ứng dụng của mạng riêng ảo VPN dựa trên MPLS cho nên khi
các doanh nghiệp, tổ chức sử dụng MEGAWAN hoàn toàn có thể đạt được các mục tiêu
của mình với những ứng dụng thiết thực như: truyền hình hội nghị, giám sát camera,
VoIP… đảm bảo điều khiển nhiều hơn trên hạ tầng mạng, có được dịch vụ hiệu năng và độ
tin cậy tốt hơn, cung cấp đa lớp dịch vụ tới người sử dụng, mở rộng an toàn, đảm bảo hiệu
năng đáp ứng theo yêu cầu của ứng dụng, hỗ trợ hội tụ đa công nghệ và đa kiểu lưu lượng
trên cùng một mạng đơn..
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
49
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
CHƯƠNG 5 : BẢN DEMO CÀI ĐẶT THỰC NGHIỆM
Cài đặt mô hình MPLS/VPN :
Hình 5.1 : Mô hình thực nghiệm MPLS/VPN
Mô tả yêu cầu:
Cấu hình MPLS domain giữa PE01, P, PE02
Cấu hình BGP AS 1 giữa PE01, PE02
Trên PE01 tạo vrf A1, B1 tương ứng với mỗi router A1, B1
Trên PE02 tạo vrf A2, B2 tương ứng với mỗi router A2, B2
Cấu hình:
Site A1 có thể kết nối với site A2, site B2
Site A2 chỉ có thể kết nối được tới site A1
Site B1 chỉ có thể kết nối được với site B2
Site B2 có thể kết nối được với site B1, A1
5.1 Cấu hình
5.1.1 Cấu hình router A1:
hostname A1
!
ip cef
ip audit po max-events 100
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
50
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
!
interface Loopback0
ip address 10.10.10.10 255.255.255.0
!
interface Serial1/0
ip address 192.168.1.2 255.255.255.0
serial restart-delay 0
!
router rip
version 2
network 10.0.0.0
network 192.168.1.0
no auto-summary
!
End
5.1.2 Cấu hình router B1:
hostname B1
!
ip cef
ip audit po max-events 100
!
interface Loopback0
ip address 20.20.20.20 255.255.255.0
!
interface Serial1/0
ip address 192.168.2.2 255.255.255.0
serial restart-delay 0
!
router rip
version 2
network 20.0.0.0
network 192.168.2.0
no auto-summary
!
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
51
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
End
5.1.3 Cấu hình router PE01:
hostname PE01
!
ip vrf A1
rd 1:100
route-target export 1:100
route-target import 1:100
!
ip vrf B1
rd 1:200
route-target export 1:200
route-target import 1:200
!
ip cef
ip audit po max-events 100
!
interface Loopback0
ip address 1.1.1.1 255.255.255.0
!
interface Serial1/0
ip vrf forwarding A1
ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
serial restart-delay 0
!
interface Serial1/1
ip vrf forwarding B1
ip address 192.168.2.1 255.255.255.0
serial restart-delay 0
!
interface Serial1/2
ip address 192.168.3.1 255.255.255.
mpls label protocol ldp
tag-switching ip
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
52
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
serial restart-delay 0
!
router eigrp 100
network 1.0.0.0
network 192.168.3.0
no auto-summary
!
router rip
version 2
!
address-family ipv4 vrf B1
redistribute bgp 1 metric transparent
network 192.168.2.0
no auto-summary
exit-address-family
!
address-family ipv4 vrf A1
redistribute bgp 1 metric transparent
network 192.168.1.0
no auto-summary
exit-address-family
!
router bgp 1
no synchronization
bgp log-neighbor-changes
neighbor 2.2.2.2 remote-as 1
neighbor 2.2.2.2 update-source Loopback0
no auto-summary
!
address-family vpnv4
neighbor 2.2.2.2 activate
neighbor 2.2.2.2 next-hop-self
neighbor 2.2.2.2 send-community both
exit-address-family
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
53
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
!
address-family ipv4 vrf B1
redistribute rip
no auto-summary
no synchronization
exit-address-family
!
address-family ipv4 vrf A1
redistribute rip
no auto-summary
no synchronization
exit-address-family
!
End
5.1.4 Cấu hình router P:
hostname P
!
ip cef
ip audit po max-events 100
!
interface Loopback0
ip address 3.3.3.3 255.255.255.0
!
interface Serial1/0
ip address 192.168.3.2 255.255.255.0
mpls label protocol ldp
tag-switching ip
serial restart-delay 0
!
interface Serial1/1
ip address 192.168.4.1 255.255.255.0
mpls label protocol ldp
tag-switching ip
serial restart-delay 0
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
54
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
!
router eigrp 100
network 3.0.0.0
network 192.168.3.0
network 192.168.4.0
no auto-summary
!
End
5.1.5 Cấu hình router PE02:
hostname PE02
!
ip vrf A2
rd 1:100
route-target export 1:100
route-target import 1:100
!
ip vrf B2
rd 1:200
route-target export 1:200
route-target import 1:200
!
ip cef
ip audit po max-events 100
!
interface Loopback0
ip address 2.2.2.2 255.255.255.0
!
interface Serial1/0
ip address 192.168.4.2 255.255.255.0
mpls label protocol ldp
tag-switching ip
serial restart-delay 0
!
interface Serial1/1
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
55
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
ip vrf forwarding A2
ip address 192.168.5.1 255.255.255.0
serial restart-delay 0
!
interface Serial1/2
ip vrf forwarding B2
ip address 192.168.6.1 255.255.255.0
serial restart-delay 0
!
router eigrp 100
network 2.0.0.0
network 192.168.4.0
no auto-summary
!
router rip
version 2
!
address-family ipv4 vrf B2
redistribute bgp 1 metric transparent
network 192.168.6.0
no auto-summary
exit-address-family
!
address-family ipv4 vrf A2
redistribute bgp 1 metric transparent
network 192.168.5.0
no auto-summary
exit-address-family
!
router bgp 1
no synchronization
bgp log-neighbor-changes
neighbor 1.1.1.1 remote-as 1
neighbor 1.1.1.1 update-source Loopback0
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
56
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
no auto-summary
!
address-family vpnv4
neighbor 1.1.1.1 activate
neighbor 1.1.1.1 next-hop-self
neighbor 1.1.1.1 send-community both
exit-address-family
!
address-family ipv4 vrf B2
redistribute rip
no auto-summary
no synchronization
exit-address-family
!
address-family ipv4 vrf A2
redistribute rip
no auto-summary
no synchronization
exit-address-family
!
End
5.1.6 Cấu hình router A2:
hostname A2
!
ip cef
ip audit po max-events 100
!
interface Loopback0
ip address 30.30.30.30 255.255.255.0
!
interface Serial1/0
ip address 192.168.5.2 255.255.255.0
serial restart-delay 0
!
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
57
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
router rip
version 2
network 30.0.0.0
network 192.168.5.0
no auto-summary
!
End
5.1.7 Cấu hình router B2:
hostname B2
!
ip cef
ip audit po max-events 100
!
interface Loopback0
ip address 40.40.40.40 255.255.255.0
!
interface Serial1/0
ip address 192.168.6.2 255.255.255.0
serial restart-delay 0
!
router rip
version 2
network 40.0.0.0
network 192.168.6.0 no auto-summary
!
End
5.2 Thông tin định tuyến
5.2.1 Thông tin định tuyến của A1
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
58
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
Hình 5.2 Thông tin định tuyến của A1
5.2.2 Thông tin định tuyến của A2
Hình 5.3 Thông tin định tuyến của A2
5.2.3 Thông tin định tuyến của B1
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
59
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
Hình 5.4 Thông tin định tuyến của B1
5.2.4 Thông tin định tuyến của B2
Hình 5.5 Thông tin định tuyến của B2
5.2.5 Thông tin định tuyến của PE01
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
60
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
Hình 5.6 Thông tin định tuyến của PE01
5.2.6 Thông tin định tuyến của PE02
Hình 5.7 Thông tin định tuyến của PE02
5.2.7 Thông tin định tuyến của P
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
61
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
Hình 5.8 : Thông tin định tuyến của P
5.3 Kiểm tra
Kiểm tra LDP đã nhận một nhãn của những mạng con và các interface loopback của
các router core chưa
Hình 5.9 show mpls ldp bindings PE01
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
62
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
Hình 5.10 show mpls ldp bindings P
Hình 5.11 : Show mpls ldp bindings PE02
Bảng LFIB
Hình 5.12 : Bảng LFIB trên PE01
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
63
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
Hình 5.13 : Bảng LFIB trên P
Hình 5.14 : Bảng LFIB trên PE02
Bảng định tuyến vrf
Hình 5.15 : Bảng định tuyến vrf A1 trên PE01
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
64
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
Hình 5.16 : Bảng định tuyến vrf A2 trên PE02
Hình 5.17 bảng định tuyến vrf B1 trên PE01
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
65
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
Hình 5.18 bảng định tuyến vrf B2 trên PE02
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
66
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
PHẦN KẾT LUẬN
Đề tài là giúp ta có được cái nhìn tổng quan về VPN, đồng thời giới thiệu về công nghệ
mới đang được ưa chuộng hiện nay là MPLS, một công nghệ kết hợp giữa định tuyến tốt ở
mạng biên và chuyển gói nhanh trong mạng lõi. Một trong số những ứng dụng quan trọng
của MPLS là MPLS VPN. Đề tài đi sâu vào nghiên cứu MPLS VPN giúp cho việc bảo mật
thông tin giữa các site của khách hàng khi truyền qua mạng.
Với mạng riêng ảo dựa trên MPLS các doanh nghiệp, tổ chức hoàn toàn có thể đạt
được các mục tiêu của mình như: điều khiển nhiều hơn trên hạ tầng mạng, có được dịch
vụ hiệu năng và độ tin cậy tốt hơn, cung cấp đa lớp dịch vụ tới người sử dụng, mở rộng an
toàn, đảm bảo hiệu năng đáp ứng theo yêu cầu của ứng dụng, hỗ trợ hội tụ đa công nghệ và
đa kiểu lưu lượng trên cùng một mạng đơn. Nhờ ưu điểm vượt trội của chất lượng dịch vụ
qua mạng IP và là phương án triển khai VPN mới khắc phục được nhiều vấn đề mà các
công nghệ ra đời trước nó chưa giải quyết được, MPLS thực sự là một lựa chọn hiệu quả
trong triển khai hạ tầng thông tin doanh nghiệp.
Hướng mở rộng của đề tài: MPLS VPN là một đề tài rất hay và lớn. Ngoài những vấn
đề đã đề cập trong đề tài, còn rất nhiều những vấn đề khác về MPLS như: chất lượng dịch
vụ, điều khiển lưu lượng, chuyển mạch bước song đa giao thức, áp dụng ý tưởng chuyển
mạch nhãn vào chuyển mạch quang, khi đó các bước sóng quang như là nhãn. Do trình độ
còn hạn chế em mới chỉ tìm hiểu được một phần nhỏ của công nghệ MPLS là MPLS VPN.
Vì vậy, đề tài sẽ không thể tránh khỏi thiếu sót và hạn chế, em mong nhận được mọi ý kiến
đóng góp của các thầy cô và các bạn quan tâm đến vấn đề này.
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
67
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông TinBáo cáo chuyên đề thực tập
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1) Đề tài về MPLS/VPN của anh Lê Đình Thắng và Lê Diên Tâm
2) http://www.tapchibcvt.gov.vn
3) TS.Trần Công Hùng, chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS, nhà xuất bản
thông tin và truyền thông, 7/2009
4) Brian Morgan và Neil Lovering, CCNP ISCW Official Exam Certification
Guide, Cisco Press
5) Jim CCIE #2069 Guichard và Ivan CCIE #1354 Pepelnjak, MPLS and VPN
Architectures, Cisco Press
6) Dương Văn Toán, MPLS Lab Guide Version 1.0 (MPLS - Multiprotocol Label
Switching), vnexperts, 9/2008
7) Đăng Quang Minh, CCNA labpro, nhà xuất bản trẻ, 2008
8) Munther Louis Antoun, mpls vpn configuration and design guide
9) Trần Thị Tố Quyên, Chuyển mạch nhãn đa giao thức
10) http://my.opera.com/huyhung.hanu/blog/
______________________________________________________________________GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
68