22
В) В случае, когда этот MAC не удалось найти в таблице, совершает
широковещательную рассылку по всем AC-портам этого VSI.
Как в коммутаторе Ethernet записи в MAC-таблице VSI периодически
удаляются. При изучении MAC-адресов в VPLS имеется одна особенность,
которая значительно отличает его от L3VPN. Помимо того, что PE обязан
знать физический порт, из которого пришёл кадр, так же необходимо
определить как виртуальный интерфейс соседа или, точнее PW. Дело в
том, что пользовательский кадр нужно отправить не просто в правильный
физический порт, а именно в правильный PW, то есть правильному соседу.
Для этого каждому соседу выделяется личная метка, которую тот будет
использовать для отправки кадров этому PE в данном VPLS-домене.
Исходя из работы Data Plane видно, что для VPLS необходима
полносвязная топология PE для каждого VSI. При этом не все PE MPLS-
сети провайдера будут соседями, а лишь те, в которых имеется этот же
VSI.
В связи с этим одна из главных задач в VPLS — это обнаружение всех PE,
к которым имеют подключения клиенты данного VSI. Имеется два
подхода: ручная настройка и автоматическое обнаружение. Первый подход
был предложен Cisco (драфт Мартини), второй разработан Juniper (драфт
Компелла).
Вне зависимости от используемого режима, при более детальном
рассмотрении VPLS можно разбить на множество point-to-point PW. Таким
образом получается простой набор виртуальных линий, идущих между
всеми соседями, вместо некоего централизованного облака коммутации.
Ingress PE принимает решение о передаче кадра, то есть делает выбор
нужного PW.
Martini-mode работает так же как и VPWS, единственное отличие в
том, что удаленные LDP соединения создаются для каждого VSI с
несколькими соседями. LDP используется для распределения сервисных
23
меток. Каждому маршрутизатору в VPLS LDP выделяет уникальную метку
в сообщении LDP ㅤ Label ㅤ Mapping ㅤ Message. При добавлении нового
маршрутизатора в VPLS-домен, настраивается LDP-сессия со всеми
существующими PE этого VPLS, затем новый PE обменивается метками с
каждым маршрутизатором VPLS-домена. LDP постоянно проверяет
доступность всех соседей, в случае, когда с маршрутизатором VPLS-
домена теряется связь, соединение разрывается и все ранее изученные
MAC-адреса в PW к этому соседу удаляются.
Проблема поиска соседей была решена Кирити Компеллой –
сотрудником Juniper. Он отталкивался от тех же критериев, но пришел ко
мнению, что MBGP, который используется на L3VPN, лучше подходит на
роль протокола распределения меток.
В данной главе мы рассмотрели принцип работы технологии MPLS.
Были представлены основные компоненты сети MPLS, описаны
технологии MPLS VPN, такие как: MPLS L3VPN, MPLS L2VPN VPWS и
L2VPN VPLS. В сети MPLS основными устройствами являются
маршрутизаторы P, PE, CE. Так как MPLS – это технология, которая
применяется в сетях провайдеров, ее структура соответствует важным
концепциям технологий использующихся в сетях провайдера. ЕЕ
структура содержит три уровня:
- уровень ядра (основывается на P-маршрутизаторах);
- уровень агрегации (основывается на PE-маршрутизаторах);
- уровень доступа (основывается на CE-маршрутизаторах).
Помимо этого мы рассмотрели принцип маршрутизации и передачи
пакетов в сетях MPLS VPN и выявили особенности данной технологии
перед другими подобными.
24
ГЛАВА 2. Проектирование сети на основании
технологии ре MPLS
2.1 ре Анализ технического ре объекта, его ре структуры
и ре технических характеристик
В ре данной дипломной ре работе основной ре задачей является ре организовать
доступ ре сети компании ООО НПП «Зелакс» в ре городе Зеленоград с ре новым
филиалом ре данной компании, ре который расположен в ре городе Тверь, ре через
сеть ре провайдера ПАО ре "Ростелеком".
Зелакс ре – российский ре разработчик и ре производитель
телекоммуникационного ре оборудования. Компания ре расположена в ре городе
Зеленограде, у нас ре собственные разработчики и ре собственное производство.
Zelax ре предлагает оборудование ре IP/MPLS, оборудование для
ре построения программно-конфигурируемых ре сетей (SDN/ПКС),
ре оборудование оптического ре уплотнения CWDM/DWDM,
ре криптомаршрутизаторы с ре шифрованием ГОСТ, а ре также оборудование для
ре построения мультисервисных ре сетей, оборудование ре доступа и ре оборудование
последней ре мили по ре меди и ре оптике.
Zelax ре работает на ре рынке телекоммуникаций ре третий десяток ре лет.
Основными ре преимуществами нашей ре компании заказчики ре называют
высокую ре надежность оборудования, ре оперативную и ре качественную
техническую ре поддержку, а так же ре возможность оперативной ре доработки
серийного ре оборудования под ре конкретные задачи ре заказчика.
Среди ре клиентов Zelax – ре крупные государственные и ре коммерческие
структуры, ре естественные монополии, ре предприятия среднего и ре малого
бизнеса. Мы ре осуществляем поставки не ре только по ре России, но и в ре Беларусь,
Казахстан и ре другие республики ре СНГ.
25
Главный ре офис компании «Зелакс» ре имеет следующую ре топологию
[рисунок 7].
Рисунок ре 7 - ре Топология главного ре офиса ООО НПП «Зелакс»
В ре главном офисе ре установлены L2 ре коммутаторы серии ре ZES-20xx,
которые ре служат для ре подключения пользовательских ре компьютеров и
ре серверов.
В ре кабинет бухгалтерии ре установлен коммутатор ре модификации ZES-
2010GS-AC220, ре который имеет 8 ре медных портов ре 10/100/1000 Мбит/с, 2
ре слота для ре установки SFP ре модулей. В ре остальных кабинетах ре установлены
коммутаторы ре такой же ре серии, но ре модификации ZES-2028GS-AC220,
ре которая отличается ре количеством портов 24 ре медных порта ре 10/100/1000
Мбит/с и 4 ре слота для ре установки SFP ре модулей.
В ре качестве маршрутизирующего ре устройства установлен
ре коммутатор третьего ре уровня ZES-3228GCX-ACR, он ре имеет 20 ре медных
портов ре 10/100/1000 Мбит/с, 4 ре комбо-порта 1 ре Гбит/с, 4 ре слота для ре установки
SFP ре и SFP+ ре модулей 1/10 ре Гбит/с, два ре встроенных БП ре ~220В для
ре осуществления резервирования ре питания.
26
Внутриузловые ре подключения осуществляются ре витой парой
UTP ре категории ре 5е, на ре стыке с ре провайдером подключение ре осуществляется
по ре одномодовому оптоволоконному ре кабелю, реализовано с ре помощью SFP
ре модулей Cisco ре GLC-LH-SM.
Филиал ре компании «Зелакс» в ре городе Оренбург ре имеет
топологию, ре изображенную на ре рисунке 8.
Рисунок ре 8 - ре Топология филиала ООО НПП «Зелакс»
Состав ре оборудования филиала «Зелакс» в ре городе Оренбург. В
ре проектируемом узле на ре уровне ядра ре сети используется ре коммутатор Cisco
ре Catalyst 4948, ре который имеет 48 ре медных портов ре 10/100/1000BaseT, 4 ре слота
для ре установки модулей SFP ре 1000BaseT/LX/LH.
В ре качестве коммутаторов ре доступа, для ре подключения пользователей,
ре установлен Cisco ре Catalyst серии ре 2960, который ре имеет 24 ре медных порта
ре 10/100BaseT, 2 ре uplink- порта ре 1000BaseT.
Внутриузловые ре подключения осуществляются ре витой парой UTP ре
категории ре 5е, на ре стыке с ре провайдером подключение ре осуществляется по
27
ре одномодовому оптоволоконному ре кабелю, реализовано с ре помощью SFP
ре модулей Cisco ре GLC-LH-SM.
Установленное ре оборудование имеет ре следующие
характеристики:
1) ре Коммутаторы ZES-2010GS-AC220 и ре ZES-2028GS-AC220 это
ре коммутаторы, предназначенные для ре построения сетей ре доступа. Данная
ре модификация осуществляет ре коммутацию кадров на ре канальном уровне
ре модели OSI, так же они ре имеют возможность ре обрабатывать заголовки
ре пакетов третьего и ре четвертого уровней ре модели OSI.
Данная ре модификация коммутаторов ре широко применяется в
ре современном мире. ре Основная задача, ре которую решают ре коммутаторы ZES
это ре построение безопасной ре эффективной домашней ре сети или
ре корпоративной сети, ре организация локально ре вычислительных сетей
ре промышленных предприятий, ре построения сетей ре видеонаблюдения и
ре беспроводного доступа.
С ре помощью функции ре контроля DHCP-запросов, ре принудительной
привязки IP-адреса ре и MAC-адреса ре к определенному ре порту, контроля ARP-
запросов, ре а так же ре наличием протоколов и ре технологий 802.1х, ре SSH, SSL
ре обеспечивается безопасность ре коммутаторов. В ре данной линейке ре аппаратно
реализованы ре списки доступа, ре которые могут ре содержать в ре себе до ре 1000
правил, что ре позволяет сохранить ре коммутаторам высокую
ре производительность при ре большом количестве ре пользователей.
Различные ре механизмы качества ре обслуживания (аппаратная
ре классификация трафика по ре различным полям, ре перемаркировка трафика,
ре различные правила ре обработки очередей) ре обеспечивают предоставление
ре услуг чувствительных к ре задержкам, такие как IP-TV, ре IP-телефония ре и т.д.
Так же ре поддерживаются все ре версии протокола IGMP, ре включая IGMP ре для
IPv6 ре обеспечивается возможность ре внедрения технологии IP-TV
28
Zelax ре ZES-20xx имеется ре возможность использовать в ре сетях на ре базе
протокола ре IPv6. Поддерживается ре управление по ре IPv6, списки ре доступа на
ре основе полей ре IPv6, MLD ре Snooping v1/v2.
2) ре Коммутатор ZES-3228GCX-ACR - это ре коммутатор третьего ре уровня
модели OSI, ре может быть ре использован как в ре качестве коммутатора
ре агрегации, так и ре коммутатора ядра. ре Обладает функциональными
ре возможностями коммутаторов ре ZES-2010GS-AC220 и ре ZES-2028GS-AC220,
но ре также дополнительно ре поддерживает статическую и ре динамическую
маршрутизацию, в ре частности протоколы RIP, ре OSPF, ре BGP, благодаря ре чему
могут ре быть использованы для ре организации сетей с ре различными сервисами
и ре обеспечить маршрутизацию ре сети предприятия ре [40].
3) ре Коммутатор Cisco ре Catalyst 4948 ре представляет собой
ре высокоскоростной, оптимизированный для ре серверной коммутации,
ре обеспечивающий малую ре задержку, коммутатор, ре который выполнен в
ре форм-факторе 1RU. Он ре реализован на ре надежной аппаратной и
ре программной архитектуре ре Cisco Catalyst ре 4500 серии. ре Коммутатор Cisco
ре Catalyst 4948 ре является высокопроизводительным и ре надежным устройств, а
так же ре предоставляет многоуровневую ре агрегацию
высокопроизводительных ре серверов и ре рабочих станций ре [32].
Высокая ре производительность и ре масштабируемость
интеллектуальных ре сетевых служб ре достигается благодаря ре троичной
ассоциативной ре памяти TCAM. Ее ре размер 64,000 ре записей делают
ре доступным высокофункциональный ре потенциал, обеспечивая
ре маршрутизацию и ре коммутацию на ре скорости порта с ре возможностью
одновременной ре подготовки к ре инициализации таких ре служб, как ре качество
обслуживания ре (QoS) и ре безопасность, что ре позволяет обеспечить
ре соответствие сегодняшним ре сетевым требованиям ре масштабируемости и
ре широким возможностям для ре будущего расширения.
29
Коммутатор ре оборудован 48 ре портами 10/100/1000BASE-T и ре четырьмя
портами ре 1000BASE-X SmallForm-FactorPluggable ре (SFP).
Дополнительную ре надежность эксплуатации ре обеспечивают два ре слота
для ре установки блоков ре питания и ре блоков вентиляторов, все с ре возможностью
"горячей" ре замены.
4) ре Коммутаторы Cisco ре 2960 являются ре одними из ре самых
используемых и ре популярных коммутаторов ре канального уровня. ре Используя
данную ре модификацию появляется ре возможность упростить ре эксплуатацию
ИТ-инфраструктуры, ре увеличить общий ре уровень безопасности ре сети,
организовать ее ре устойчивую работу, а ре также предоставить ре клиентам
возможность ре работы в ре "сетях без ре границ".
Cisco ре Catalyst серии ре 2960 имеют ре возможность использования ре сетевых
подключений 1 и 10 ре Гбит/с для ре новой технологии ре стекирования
CiscoFlexStack.
В ре главном офисе ре используются следующее ре адресное пространство:
1) На ре R_Serv. ре Интерфейс e0/0 ре – 172.16.0.100/24, ре интерфейс e0/1 ре –
192.168.0.100/24, ре интерфейс e0/2 ре -192.168.1.100/24, интерфейс e0/3 ре –
192.168.10.100/24, ре интерфейс e0/4 ре – 192.168.11.100/24.
2) ре На SW_Buh. ре Интерфейс VLAN ре 1 - ре 192.168.0.1/24.
3) На ре SW_IT. ре Интерфейс VLAN ре 1 - ре 192.168.1.2/24.
4) На ре SW_Sales. ре Интерфейс VLAN ре 1 - ре 192.168.10.1/24.
5) На ре SW_Serv. ре Интерфейс VLAN ре 1 - ре 192.168.11.2/24.
В ре филиале используются ре следующее адресное ре пространство:
1) На ре R_Filial_Serv. ре Интерфейс e0/0 ре – 172.16.1.200/24, ре интерфейс
e0/1 ре – 192.168.3.200/24, ре интерфейс e0/2 ре -192.168.20.200/24, интерфейс e0/3
ре – 192.168.2.200/24.
2) На ре SW_Filial_Buh. ре Интерфейс VLAN ре 1 - ре 192.168.3.2/24.
3) На ре SW_Filial_Sales1. Интерфейс ре VLAN 1 - ре 192.168.20.1/24.
30
4) На ре SW_Filial_Sales2. Интерфейс ре VLAN 1 - ре 192.168.20.2/24.
5) На ре SW_Filial_Sales3. Интерфейс ре VLAN 1 - ре 192.168.20.3/24.
6) На ре SW_Filial_Serv. Интерфейс ре VLAN 1 - ре 192.168.2.1/24
Между ре провайдером и ре клиентом было ре принято решение
ре использовать протокол ре динамической маршрутизации OSPF, ре так как это
ре стандартный протокол ре маршрутизации, который ре поддерживается большим
ре количеством производителей ре сетевого оборудования и ре отвечает
требованиям ре современных сетей. ре OSPF это ре протокол IGP-типа, так как он
ре передает маршрутную ре информацию между ре устройствами, которые
ре находятся в ре одной автономной ре системе. Протокол ре OSPF был ре разработан
для ре использования в ре больших сетях, в ре которых невозможно ре использование
протокола RIP ре [25].
2.2. ре Разработка технического ре задания. Выбор ре технологии MPLS
Для ре проектирования сети ре необходимо определиться, ре какое
оборудование ре будет оптимальным для ре решения данной ре задачи. Устройство
ре должно обеспечивать ре бесперебойную работу, ре высокую
производительность и ре быть изготовлено из ре качественных материалов.
Вся ре сеть разбивается на две ре основные части: ре сеть оператора и ре сеть
клиента. ре Должно выполняться ре условие, что ре устройства, находящиеся в
ре сети клиента, не ре должны иметь ре доступ к ре магистральной сети ре провайдера.
В ре сети оператора ре должна быть ре возможность реализации ре разных
протоколов ре маршрутизации, например RIP ре версии 2, ре OSPF и ре другие, для
ре того чтобы ре была возможность ре взаимодействия с ре клиентами по ре различным
протоколам ре маршрутизации.
Настоящая ре сеть должна ре быть хорошо ре масштабируемой и
ре обеспечивать быстрое ре подключение нового ре клиента в ре сеть.
Для ре реализации задачи ре клиента, а ре именно предоставление VPN-
туннеля, ре между главным ре офисом и ре филиалом клиента ре должны быть
31
ре установлены промежуточные ре узлы – ре маршрутизаторы с ре поддержкой MPLS
ре L3VPN, ре так как у ре клиента маршрутизируемая ре сеть. Помещения, в ре которых
будет ре устанавливаться проектируемое ре оборудование должно
ре соответствовать следующим ре требованиям:
- ре общая высота ре помещения от ре пола до ре выступающей части ре потолка
не ре менее – 220 см;
- ре температура в ре помещения от -5 до +40 С.
- ре в помещениях с ре повышенным тепловыделением ре необходимо
предусмотреть ре регулирование температуры ре (кондиционеры, сплит-
системы);
- ре помещение необходимо ре оборудовать пожарной ре сигнализацией с
ре установленными дымовыми ре датчиками;
- ре уровень звука в ре помещениях, где ре работают сотрудники, ре должен
варьироваться в ре диапозоне от ре 50-60 дБА.
- ре размеры дверных ре проёмов должны ре быть не ре менее размеров
ре технического оборудования.
- ре относительная влажность ре воздуха от 50 – ре 80%;
- ре внутренняя отделка ре помещения: покрытие ре стен, потолка, ре пола не
ре должно накапливать ре пыль и ре выделять вредно ре влияющие вещества на
ре устройства.
- ре покрытие пола не ре должно накапливать ре статического электричества,
ре либо должны ре применяться антистатические ре коврики.
- ре мониторы не ре должны накапливать ре статическое электричество и
ре иметь блики.
В ре помещениях должны ре использоваться специализированные
ре телекоммуникационные шкафы ре (стойки) со ре стандартными 19-ти
ре дюймовыми монтажными ре профилями. Вновь ре устанавливаемое