ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ =======================  ========================= ĐINH CÔNG HIẾU MẠNG MPLS VÀ ỨNG DỤNG TRONG NGÀNH THUẾ LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội - 2011 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐINH CÔNG HIẾU MẠNG MPLS VÀ ỨNG DỤNG TRONG NGÀNH THUẾ Ngành: Công nghệ thông tin Chuyên ngành: Truyền số liệu và mạng máy tính Mã số: 604815 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. Nguyễn Văn Tam Hà Nội - 2011 1 MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục 1 Danh mục các thuật ngữ và các từ viết tắt 4 Danh mục hình vẽ 7 LỜI MỞ ĐẦU 9 CHƢƠNG 1 CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH MPLS 10 1.1 Giới thiệu về chuyển mạch đa giao thức (MPLS) 10 1.1.1 MPLS là gì ? 10 1.1.2 Lợi ích của MPLS 11 1.2 Kiến trúc của MPLS: 12 1.2.1 Mặt phẳng chuyển tiếp: 12 1.2.2 Mặt phẳng điều khiển 15 1.3 Các thành phần chính của MPLS 16 1.3.1 Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn 16 1.3.2 Tuyến chuyển mạch nhãn 18 1.3.3 Giao thức phân phối nhãn 23 CHƢƠNG 2 CHẤT LƢỢNG DỊCH VỤ 25 2.1 Dịch vụ tích hợp IntServ 25 2.1.1 Phân lớp dịch vụ IntServ 26 2.1.2 RSVP 26 2.2 Dịch vụ phân biệt DiffServ 28 2.2.1 Xử lý trên từng chặn 28 2.2.2 Kiến trúc của dịch vụ DiffServ 30 2.2.3 Cơ chế của dịch vụ DiffServ 31 2.2.4 Thực thi PHB 32 2.3 Modular QoS CLI 33 2.4 Triển khai dịch vụ DiffServ trên mạng MPLS 34 2.4.1 MPLS hỗ trợ DiffServ 34 2.4.2 Mô hình đƣờng hầm DiffServ qua mạng MPLS 35 CHƢƠNG 3 ỨNG DỤNG MÔ HÌNH DIFFSERV TRONG VIỆC ĐẢM BẢO CHẤT LƢỢNG DỊCH VỤ MẠNG MPLS 41 3.1 Hạ tầng truyền thông ngành Tài chính 41 2 3.1.1 Giới thiệu 41 3.1.2 Thiết Kế Truy Cập Cho Tổng Cục Thuế 43 3.2 Đề suất cải tiến về chất lƣợng dịch vụ trên đƣờng truyền ngành Tài chính 45 3.2.1 Xác định mức độ ƣu tiên gói tin IP Precedence, MPLS exp 46 3.2.2 Các lớp dịch vụ tƣơng ứng với IP Precedence: 46 3.2.3 Giới hạn băng thông 47 3.2.4 Loại bỏ có chọn lọc các gói tin 48 3.2.5 Các cơ chế xếp hàng gói tin (Queueing): 48 3.3 Kết quả đo đạc thông lƣợng trên đƣờng truyền MPLS ngành Thuế 49 3.3.1 Thông lƣợng truy cập vào TTDL 52 3.3.2 Thông lƣợng vào ra Cục thuế Phú Thọ 53 3.3.3 Thông lƣợng xuất phát từ chi cục thuế Việt Trì 54 3.3.4 Nhận xét về thông lƣợng trên đƣờng truyền MPLS ngành Thuế: . 55 3.4 Thực nghiệm kiểm chứng hiệu quả của việc áp dụng mô hình DiffServ trên công cụ mô phỏng NS2 55 3.4.1 Khái quát chung về NS-2 55 3.4.2 Mô hình và kết quả mô phỏng 58 KẾT LUẬN 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 PHỤ LỤC 66 3 LỜI CAM ĐOAN Kính gửi: Ban giám hiệu - Trƣờng Đại học Công nghệ - Phòng Đào tạo - Ban Chủ nhiệm Khoa Công nghệ thông tin Tên tôi là: Đinh Công Hiếu Sinh ngày: 21-11-1978 Học viên cao học lớp K15-T2 Tôi xin cam đam toàn bộ kiến thức và nội dung trong bài luận văn của mình là các kiến thức tự nghiên cứu từ các tài liệu tham khảo trong và ngoài nƣớc nhƣ đã nêu trong phần “Tài liệu tham khảo”. Toàn bộ luận văn là do bản thân tôi nghiên cứu và xây dựng nên không có sự sao chép hay vay mƣợn dƣới bất kỳ hình thức nào để hoàn thành luận văn. Tôi xin cam đoan những lời khai trên là đúng và chịu hoàn toàn trách nhiệm về nội dung của luận văn này trƣớc Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ. 4 DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VÀ CÁC TỪ VIẾT TẮT ATM Asynchnorous Tranfer Mode Truyền dẫn không đồng bộ AToM Any Transport over MPLS Truyền tải qua MPLS BGP Border Gateway Protocol Giao thức cổng biên BTC Bộ tài chính CAR Committed Access Rate Cam kết tốc độ truy cập CBWFQ Class-Base Weighted Fair Queuing Hàng đợi cân bằng dựa trên lớp CE Custome Edge Biên phía khách hàng CEF Cisco Express Forwarding Chuyển tiếp nhanh của Cisco CoS Class of Service Lớp dịch vụ CQ Custom Queue Hàng đợi tuỳ chọn CR Constraint-based routing Định tuyến ràng buộc CCT Chi cục Thuế CT Cục thuế DiffServ Differentiated Services Dịch vụ khác biệt DSCP DiffServ Code Point Điểm mã dịch vụ phân biệt E-LSR Egress LSR LSR biên ra FEC Forwarding Equivalency Class Lớp chuyển tiếp tƣơng đƣơng FTP File Tranfer Protocol Giao thức truyền file FRTS Frame Relay Traffic Shaping Định dạng lƣu lƣợng Frame Relay GRE Generic Routing Encapsulation Giao thức GRE GTS Generic Traffic Shaping Định dạng lƣu lƣợng chung HDLC High-Level Data Link Control Điều khiển tuyến kết nối số liệu mức cao HTTT Hạ tầng truyền thông IETF Internet Engineering Task Force Ủy ban tƣ vấn kỹ thuật Internet 5 IGP Interior Gateway Protocol Giao thức định tuyến trong phạm vi miền I-LSR Ingress LSR LSR biên vào IntServ Intergrated Services Dịch vụ tích hợp IP Internet Protocol Giao thức Internet IS-IS Intermediate System to Intermediate System Giao thức định tuyến IS-IS LAN Local Area Network Mạng cục bộ LDP Label Distribution Protocol Giao thức phân phối nhãn LER Label Edge Router Bộ định tuyến nhãn biên ra LFIB Label Forwarding Information Base Cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn LIB Label Information Base Bảng cơ sở dữ liệu nhãn LSP Label Switch Path Tuyến chuyển mạch nhãn LSR Label Switch Router Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn MPLS Multiprotocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức BGP Border Gateway Protocol Giao thức cổng biên OSPF Open Shortest Path First Giao thức OSPF OUI Organizationally Unique Identifier Nhận dạng duy nhất tổ chức PE Provider Edge Biên nhà cung cấp PHB Per-Hop Behavior Xử lý trên từng chặng PPP Point-to-Point Protocol Giao thức điểm - điểm PQ Priority Queue Hàng đợi ƣu tiên PVC Permanent Virtual Circuit Mạch ảo thƣờng trực QoS Quanlity of Service Chất lƣợng dịch vụ RFC Request for comment Các tài liệu chuẩn do IETF đƣa ra RSpec Request Specification Mô tả yêu cầu 6 RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức dành sẵn tài nguyên SLA Service Level Agreements Thoả thuận cấp độ dịch vụ SP Service Provider Nhà cung cấp TCP Tranmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn TCT Tổng cục Thuế TDP Tag Distribution Protocol Giao thức phân phối tag TE Traffic Engineering Kỹ thuật điều khiển lƣu lƣợng TSpec Traffic Specification Mô tả lƣu lƣợng TTDL Trung tâm dữ liệu TTH Trung tâm huyện TTM Trung tâm miền TTL Time To Live Thời gian sống TTT Trung tâm tỉnh UDP User Datagram Protocol Giao thức UDP UNI User-to-Network Interface Giao diện ngƣời dùng tới mạng VC Virtual Channel Kênh ảo VoATM Voice over ATM Thoại qua ATM VoIP Voice over IP Thoại qua IP VP Virtual Path Tuyến ảo VPN Virtual Pravite Network Mạng riêng ảo WRED Weighted Random Early Detection Hàng đợi phát hiện sớm ngẫu nhiên theo trọng số 7 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1- 1 Kiến trúc hệ thống mạng MPLS 11 Hình 1- 2 Kiến trúc của nút mạng MPLS 12 Hình 1- 3 Định dạng của nhãn MPLS 13 Hình 1- 4 Cấu trúc cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn (LFIB) 14 Hình 1- 5 Hoạt động của LSR trên gói tin với một mức ngăn xếp 17 Hình 1- 6 Hoạt động của LSR trên gói tin với nhiều mức ngăn sếp 18 Hình 1- 7 Các mức chuyển tiếp của LSP 19 Hình 1- 8 Thiết lập LSP điều khiển độc lập 20 Hình 1- 9 Thiết lập LSP điều khiển thứ tự 23 Hình 2-1 Luồng thông điệp PATH và RESV 27 Hình 2-2 Luồng thông điệp PATH và RESV theo hai chiều 27 Hình 2-3 Giá trị của trƣờng DSCP trên PHB 28 Hình 2-4 Kiến trúc của dịch vụ DiffServ 31 Hình 2-5 Cơ chế của thành phần QoS CLI 33 Hình 2-6 MPLS E-LSP 34 Hình 2-7 MPLS L-LSP 35 Hình 2-8 Mô hình đƣờng ống 36 Hình 2-9 Mô hình đƣờng ống ngắn với PHP 37 Hình 2-10 Mô hình đƣờng ống ngắn không có PHP 38 Hình 2-11 Mô hình đƣờng hầm thống nhất với PHP 39 Hình 2-12 Mô hình đƣờng hầm thống nhất không có PHP 40 Hình 3-1 Mô hình hạ tầng truyền thông ngành Tài chính 41 Hình 3-2 Mô hình kết nối cho Cục thuế mỗi tỉnh 44 Hình 3-3 Mô hình kết nối tổng quát GRE Tunnel 44 Hình 3-4 Mô hình kết hợp DiffServ vào trong mạng MPLS 46 Hình 3-5 Các lớp dịch vụ khác nhau cùng chia sẻ băng thông 48 Hình 3-6 Vị trí lắp đặt Packetshaper tại Data Center 50 Hình 3-7 Vị trí lắp đặt Packetshaper tại Cục thuế Phú Thọ 51 Hình 3-8 Vị trí lắp đặt Packetshaper tại Chi cục Thuế Việt Trì 51 Hình 3-9 Thông lƣợng truy cập vào TTDL 52 Hình 3-10 Mƣời ứng dụng đứng đầu truy cập vào TTDL 52 Hình 3-11 Thông lƣợng ra vào Cục thuế Phú Thọ 53 Hình 3-12 Mƣời ứng dụng đứng đầu truy cập ra CT Phú Thọ 53 Hình 3-13 Thông lƣợng ra vào Chi cục Thuế Việt Trì 54 Hình 3-14 Mƣời ứng dụng truy cập ra CCT Việt Trì 54 Hình 3-15 Cấu trúc thƣ mục của NS-allinone 56 8 Hình 3-16 Cấu trúc node Unicast và node Multicast 56 Hình 3-17 Mô hình của MNS trên NS2 57 Hình 3-18 Cấu trúc node MPLS 58 Hình 3-19 Topo mạng sử dụng trong quá trình mô phỏng 59 Hình 3-20 Mạng MPLS không DiffServ với luồng UDP có lƣu lƣợng thấp 59 Hình 3-21 Mạng MPLS không DiffServ với luồng UDP có lƣu lƣợng cao 60 Hình 3-22 Mạng MPLS có DiffServ với luồng UDP có lƣu lƣợng thấp 61 Hình 3-23 Mạng MPLS có DiffServ với luồng UDP có lƣu lƣợng cao 62 [...]... cùng quan trọng Luận văn Mạng MPLS và ứng dụng trong ngành Thuế đã nghiên cứu những kiến thức về công nghệ mạng MPLS và đề suất sử dụng mô hình DiffServ trong việc đảm bảo chất lƣợng dịch vụ trên hệ thống mạng MPLS ngành Tài chính Luận văn gồm 03 chƣơng: Chƣơng 1: Công nghệ chuyển mạch MPLS – Trình bày những khái niệm cơ bản, các thành phần chính, cấu trúc và hoạt động của MPLS Chƣơng 2: Chất lƣợng... nghệ MPLS (Multi Protocol Label Switching) đƣợc tổ chức quốc tế IETF chính thức đƣa ra vào cuối năm 1997, đã phát triển nhanh chóng trên toàn cầu Hạ tầng truyền thông ngành Tài chính trong đó bao gồm Tổng cục Thuế đã triển khai mạng MPLS trong vài năm gần đây Những tiện lợi khi đƣa vào sử dụng hệ thống mạng MPLS là vô cùng to lớn đối với ngành Thuế nó giúp đảm bảo cho các ứng dụng về quản lý thuế hoạt... ứng dụng về quản lý thuế hoạt động thông suốt và hiệu quả từ cấp Trung ƣơng xuống tới địa phƣơng thông qua mạng này Trong giai đoạn từ năm 2010 – 2015 ngành Thuế tiến hành công cuộc cải cách và hiện đại hóa công tác quản lý thuế trong đó đặc biệt đẩy mạnh việc tích hợp ứng dụng của ngành Thuế hoạt động theo hƣớng tập trung hóa Để đảm bảo ứng dụng của ngành Thuế có thể hoạt động theo hƣớng tập trung hóa... không đƣợc sử dụng 12  Chất lƣợng dịch vụ: Sử dụng chất lƣợng dịch vụ của MPLS nhà cung cấp dịch vụ có thể cung cấp nhiều lớp dịch vụ đƣợc đảm bảo khác nhau cho các khách hàng sử dụng hệ thống VPN  Tích hợp IP và ATM: Hầu hết các nhà cung cấp dịch vụ mạng sử dụng mô hình overlay trong đó ATM đƣợc sử dụng ở lớp 2 và IP đƣợc sử dụng ở lớp 3 nhƣ vậy sẽ tăng tính mở rộng của hệ thống Sử dụng MPLS, các nhà... qua một mạng sử dụng thông tin chứa trong nhãn gắn liền với các gói tin IP Các nhãn đƣợc chèn giữa tiêu đề lớp 3 và lớp 2 trong trƣờng hợp các khung dựa trên tiêu đề lớp 2 và chúng đƣợc chứa trong các trƣờng là đƣờng dẫn ảo (VPI) và kênh dẫn ảo (VCI) trong trƣờng hợp dựa trên công nghệ chuyển mạch tế bào nhƣ ATM MPLS kết hợp công nghệ chuyển mạch lớp 2 và định tuyến lớp 3 Mục tiêu chính của MPLS là... chính, cấu trúc và hoạt động của MPLS Chƣơng 2: Chất lƣợng dịch vụ – Giới thiệu chất lƣợng dịch vụ trên mạng IP /MPLS và hoạt động của mô hình DiffServ Chƣơng 3: Ứng dụng mô hình DiffServ trong việc đảm bảo chất lƣợng dịch vụ mạng MPLS – trình bày việc áp dụng mô hình DiffServ trên hệ thống mạng MPLS ngành Tài chính Cuối cùng, để có đƣợc bản luận văn này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình,... quản lý mạng và giảm độ phức tạp của mạng 1.2 Kiến trúc của MPLS: Nút mạng MPLS gồm 2 mặt phẳng gồm: Mặt phẳng chuyển tiếp và mặt phẳng điều khiển Nút mạng MPLS có thể thực hiện định tuyến ở lớp 3 hoặc chuyển mạch ở lớp 2 Hình 1- 2 Kiến trúc của nút mạng MPLS 1.2.1 Mặt phẳng chuyển tiếp: Có trách nhiệm chuyển tiếp các gói tin dựa trên các giá trị đính kèm theo nhãn Mặt phẳng chuyển tiếp sử dụng một... kết nhãn từ xa cho mạng 172.16.0.0/16 22 Giả sử giá trị nhãn đƣợc chọn bởi LSR6 là 33 Cả LSR3 và LSR5 sử dụng nhãn cung cấp bởi LSR6 để cập nhật nhãn chuyển đi trong mục LFIB gắn liền với FEC của mạng 172.16.0.0/16 LSR6 không có một nhãn chuyển đi trong mục nhãn cho mạng 172.16.0.0/16 trong bảng LFIB bởi vì nó kết nối trực tiếp đến mạng 172.16.0.0/16 LSR6 là edge LSR trong mạng và thực hiện loại bỏ... đáp ứng những yêu cầu về QoS của ứng dụng trên mạng RSVP sẽ thông báo yêu cầu về QoS là thành công hay thất bại trên mạng RSVP phân loại thông tin gói tin bao gồm địa chỉ nguồn và địa chỉ đích và số cổng UDP, cho phép những yêu cầu QoS có đƣợc chấp nhận trên mạng hay không RSVP chứa thông tin về Tspec, Rspec và thông tin về lớp dịch vụ yêu cầu RSVP mang thông tin từ các ứng dụng đến các thiết bị mạng. .. năng tốt nhất của IP và ATM trong việc tăng hiệu năng và thông lƣợng qua chuyển mạch ATM Điều này dẫn đến việc ra đời của công nghệ chuyển mạch nhãn (MPLS) cho phép nâng cao khả năng mở rộng mạng, tăng khả năng định tuyến gói tin, tích hợp mạng IP và ATM, điều khiển lƣu lƣợng, tăng cƣờng chất lƣợng dịch vụ mạng 1.1 Giới thiệu về chuyển mạch đa giao thức (MPLS) 1.1.1 MPLS là gì ? MPLS là một phƣơng pháp . Luận văn Mạng MPLS và ứng dụng trong ngành Thuế đã nghiên cứu những kiến thức về công nghệ mạng MPLS và đề suất sử dụng mô hình DiffServ trong việc. ĐINH CÔNG HIẾU MẠNG MPLS VÀ ỨNG DỤNG TRONG NGÀNH THUẾ Ngành: Công nghệ thông tin Chuyên ngành: Truyền số liệu và mạng máy tính Mã số: 604815