Chuyên đề Tìm hiểu về MPLS VPN - Ứng dụng trên mạng MEGAWAN và cài đặt thực nghiệm

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 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. 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: 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. 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). 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 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 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 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. 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. 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. 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 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. 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. Tóm lại : 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. 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. 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. 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 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 : 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 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 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 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 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 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 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 Tóm lại : 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. 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) . 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. Hình 4.1 : Mô hình mạng MegaWAN (nội tỉnh) Hình 4.2 : Mô hình mạng MegaWAN (liên tỉnh) 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. 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 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 Tóm lại : 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.. 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 ! 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 ! 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 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 ! 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 ! 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 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 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 ! 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 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 Hình 5.4 Thông tin định tuyến của B1 Thông tin định tuyến của B2 Hình 5.5 Thông tin định tuyến của B2 5.2.5 Thông tin định tuyến của PE01 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 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 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 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 Hình 5.16 : Bảng định tuyến vrf A2 trên PE02 Hình 5.17 bảng định tuyến vrf B1 trên PE01 Hình 5.18 bảng định tuyến vrf B2 trên PE02 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. Tuy nhiên mạng riêng ảo dựa trên MPLS vẫn còn nhiều tồn tại cần khắc phục như : Hỗ trợ đồng thời nhiều giao thức sẽ gặp phải những vấn đề phức tạp trong kết nối. Khó hỗ trợ QoS xuyên suốt. Hợp nhất VC cần phải được nghiên cứu sâu hơn để giải quyết vấn đề chèn gói tin khi trùng nhãn 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. TÀI LIỆU THAM KHẢO Đề tài về MPLS/VPN của anh Lê Đình Thắng và Lê Diên Tâm TS.Trần Công Hùng, chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS, nhà xuất bản thông tin và truyền thông, 7/2009 Brian Morgan và Neil Lovering, CCNP ISCW Official Exam Certification Guide, Cisco Press Jim CCIE #2069 Guichard và Ivan CCIE #1354 Pepelnjak, MPLS and VPN Architectures, Cisco Press Dương Văn Toán, MPLS Lab Guide Version 1.0 (MPLS - Multiprotocol Label Switching), vnexperts, 9/2008 Đăng Quang Minh, CCNA labpro, nhà xuất bản trẻ, 2008 Munther Louis Antoun, mpls vpn configuration and design guide Trần Thị Tố Quyên, Chuyển mạch nhãn đa giao thức MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN 1 DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT 4 MỞ ĐẦU 7 CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ VPN 9 1.1. VPN là gì? 9 1.2. PHÂN LOẠI VPN 10 1.2.1 VPN cho các nhà doanh nghiệp 10 1.2.2 VPN đối với các nhà cung cấp dịch vụ 12 CHƯƠNG 2 : CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC – MPLS 16 2.1 Sơ lược về công nghệ IP và công nghệ ATM 16 2.1.1 Công nghệ IP 16 2.1.2 Công nghệ ATM 17 2.2 Khái niệm cơ bản về MPLS 18 2.2.1 Lợi ích của MPLS 19 2.2.2 Một số ứng dụng của MPLS 19 2.3 Các thành phần trong MPLS 20 2.3.1 Nhãn 20 2.3.2 Ngăn xếp nhãn 21 2.3.3 Lớp chuyển tiếp tương đương FEC 22 2.3.4 Đường chuyển mạch nhãn LSP 23 2.3.5 Cơ sở dữ liệu nhãn LIB 23 2.3.6 Topo mạng MPLS 23 2.3.7 Thành phần cơ bản của MPLS 24 2.4 Giao thức phân phối nhãn LDP 24 2.4.1 Quá trình khám phá láng giềng LSR 25 2.4.2 Các kiểu phân phối nhãn 26 2.5 Cấu trúc MPLS 26 2.5.1 Mặt phẳng điều khiển 28 2.5.2 Mặt phẳng dữ liệu 29 2.5.3 Các thành phần bên trong mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng dữ liệu 29 2.6 Các giao thức định tuyến trong MPLS 31 2.6.1 Giao thức định tuyến OSPF 31 2.6.2 Giao thức định tuyến EIGRP 32 2.6.3 Giao thức định tuyến BGP 32 2.7 Phương thức hoạt động của MPLS 32 CHƯƠNG 3 : MPLS VPN 40 3.1 MPLS VPN là gì? 40 3.2 Lợi ích của MPLS VPN 40 3.3 Các thành phần trong MPLS VPN 41 3.3.1 Virtual Routing and Forwarding Table (VRF) 41 3.3.2 Multiprotocol BGP (MP-BGP) 42 3.3.3 Route Distinguisher (RD) 42 3.3.4 Route Targets (RT) 44 3.5 Hoạt động của mặt phẳng điều khiển MPLS VPN 46 3.6 Hoạt động của mặt phẳng dữ liệu MPLS VPN 47 3.7 Vấn đề bảo mật trong MPLS/ VPN 48 3.7.1 Khoảng địa chỉ và định tuyến riêng biệt 48 3.7.2 Che giấu cấu trúc lõi của MPLS 48 3.7.3 Chống lại các cuộc tấn công 49 3.7.4 Giả nhãn 51 CHƯƠNG 4 : ỨNG DỤNG MPLS/VPN TRÊN MEGAWAN 53 4.1 Khái niệm chung về MegaWan 53 4.2. Các yêu cầu đặt ra khi thiết kế mạng MEGAWAN 53 4.3 Ứng dụng của MEGAWAN 54 4.4 Mô hình MEGAWAN thực tế 54 4.4.1 Gọi điện thoại miễn phí dựa trên hệ thống tổng đài nội bộ 56 4.4.2 Truyền hình hội nghị 57 CHƯƠNG 5 : BẢN DEMO CÀI ĐẶT THỰC NGHIỆM 59 5.1 Cấu hình 60 5.1.1 Cấu hình router A1: 60 5.1.2 Cấu hình router B1: 61 5.1.3 Cấu hình router PE01: 62 5.1.4 Cấu hình router P: 64 5.1.5 Cấu hình router PE02: 65 5.1.6 Cấu hình router A2: 68 5.1.7 Cấu hình router B2: 69 5.2 Thông tin định tuyến 69 5.2.1 Thông tin định tuyến của A1 69 5.2.2 Thông tin định tuyến của A2 70 5.2.3 Thông tin định tuyến của B1 70 5.2.4 Thông tin định tuyến của B2 71 5.2.5 Thông tin định tuyến của PE01 72 5.2.6 Thông tin định tuyến của PE02 72 5.2.7 Thông tin định tuyến của P 73 5.3 Kiểm tra 73 KẾT LUẬN 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79