Cisco VPN Network Design

VPN در تکنولوژی سیسکو

در واقع سیسکو این تکنولوژی ارتباطی را که به منظور بر قرار ارتباط امن ما بین دفاتر سازمانها و شبکه ها بود را در دو بخش اعلام و طبقه بندی می کند :

اول (  Enterprise VPN   )

دوم (   Service Provider VPN  ) .

Enterprise VPN :

• IP Sec
• Cisco Easy VPN
• Generic Routing Encapsulation ( GRE )
• Dynamic Multipoint Virtual Private Network ( DMVPN )
• Virtual Tunnel Interface ( VTI )
• Layer 2 Tunneling Protocol Ver:3 ( L2TPv3 )

Service Provider VPN :

• Multiprotocol Label Switching ( MPLS )
• Metro-Ethernet
• Virtual Private Lan Service ( VPLS )

 

VPLS

 استفاده از سرویس VPLS برای ایجاد شبکه‌های شهری‌

تاریخچه
شبکه‌های خصوصی مجازی (VPN) در اوایل دهه 1980 به دنیای شبکه معرفی شدند. در آن زمان این شبکه‌ها با استفاده از خطوط استیجاری (Leased Line) ایجاد می‌شدند. در سال 1990 با توجه به تحولات در عرصه فناوری و پیدایش فناوری Frame Relay، ساختار شبکه‌های مجازی نیز تغییر کرد. در اواخر دهه 90 یعنی زمانی که MPLS به دنیای شبکه پا نهاد، انواع جدیدی از VPNها معرفی شدند. در آن زمان این شبکه‌ها به طور کلی به سه گروه تقسیم می‌شدند:

 دسته یکم: VPNهای لایه سه که عموماً بر بستر IP پیاده‌سازی می‌شدند و به Virtual Private Routed Network  موسوم بودند.

دسته دوم: VPNهای لایه دو که به طور عمومی به صورت P2P تعریف می‌شدند و به Virtual Leased Line) VLL)معروف بودند.

دسته سوم: VPNهای لایه دویی که به صورت P2MP پیکربندی می‌شدند. این VPNها برخلاف IP-VPNها ترافیک غیر IP را نیز منتقل می‌نمودند.

سرویس VPLS چیست؟
سرویس VPLS که به Transparent LAN Service) TLS) نیز معروف است، در حقیقت یک سرویس اترنت P2MP است که می‌تواند یک یا چند ناحیه شهری را پوشش‌دهد و اتصال بین چندین سایت را که به یک LAN اترنت متصلند فراهم ‌نماید. برخلاف سرویس اترنت، P2MP که در حال حاضر روی بستری ارائه می‌شود که ترکیبی از سوییچ‌های اترنت است، VPLS از زیرساخت IP-MPLS برای ارائه سرویس استفاده می‌نماید. به طور کلی می‌توان تصور کرد تمام کاربران یک شبکه VPLS بدون توجه به مکان فیزیکی، به صورت مجازی در یک LAN قرار دارند که برای هر سازمان می‌توان یک یا چند دامنه VPLS domain) VPLS)  را همچون VLAN به‌کار برد.

امروزه سرویس اترنت شهری که فراهم‌کنندگان سرویس در نواحی مختلف آن‌را ارائه می‌کنند و اغلب اتصالات نقطه‌به‌نقطه بین چندین سایت، در همان شبکه شهری است. به هر حال هدف نهایی اترنت شهری، گذر از اتصال نقطه ‌به ‌نقطه در محدوده ناحیه شهری به ارائه اتصال چند نقطه به چندنقطه در داخل یک ناحیه شهری و یا چندین ناحیه شهری است. به عبارت دیگر، ارائه سرویس به سازمان به گونه‌ای انجام شود که تمام سایت‌های آن در صورت اتصال به LAN به صورت یکسان ظاهر شوند؛ صرف‌نظر از این‌که آیا این سایت‌ها در یک ناحیه شهری هستند یا در چندین ناحیه شهری گسترده شده‌اند. پس یکی از مطرح‌ترین روش‌ها برای تحقیق‌ این تصور، سرویسLAN   خصوصی مجازی (VPLS) است که اتصال اترنت چندنقطه به چندنقطه را هم در داخل و هم بین شبکه‌های شهری تحت شبکه فراهم‌کننده سرویس IP/MPLS قابل توسعه فراهم‌می‌نماید.

استاندارد VPN در لایه دو
با توجه به ماهیت VPLS، این سرویس به سرعت در میان ارائه‌دهندگان سرویس فراگیر شد. زیرا با صرف هزینه بسیار کم قادر بودند سرویس‌های مبتنی بر FR و ATM خود را جایگزین نمایند. به این ترتیب با جهتگیری ارائه‌دهندگان سرویس به سمت ارائه این سرویس، لازم بود VPLSها به صورت استاندارد ارائه شوند. به این منظورIETF اقدام به تدوین استانداردی در زمینه ارائه این سرویس نمود. همان‌گونه که در شکل یک نشان داده شده است قسمت‌های مختلفی در تدوین استاندارد VPLS حضور دارند و هر یک مسئول استانداردسازی بخشی از این سرویس می‌باشند. 

شکل 1

گروه PWE3 روی رسانه انتقال VPLS، استانداردهای مربوطه را تدوین می‌نماید. این استاندارد سرویس‌هایی نظیرATM ،Frame Relay، اترنت و TDM را روی بستر MPLS پیاده‌سازی می‌نماید. در گذشته برای برقراری ارتباط میانVLANها و شبکه‌های L3VPN از استانداردی با عنوان Draft Martini استفاده‌می‌شد. این استاندارد، شبکه‌های مجازی لایه دو را روی شبکه‌های مجازی لایه سه Map می‌نمود. در حال حاضر با استفاده از استاندارد VPL می‌توان کلیه شبکه‌ها را در لایه‌های مختلف به یکدیگر مرتبط نمود.

MPLS and VPLS

Difference Between MPLS and VPLS

MPLS vs VPLS

MPLS

MPLS (Multi-Protocol Label Switching) is a Packet forwarding technique commonly used these days. The name itself indicates that this is a switching technique. To explain this, we will take a real world example; think about a postal system internal to a country, Postal Code is introduced to make the sorting easy. It is a kind of a routing mechanism from one part of the country to another part .Postal code is used as label to switch the letters in the postal backbone across the country. Once the letters collected in local postal exchange they sort them by postal code and put it in a bag labelled with destination postal code. This is easy rather sorting the letters by looking at their destination addresses. So these bags will be sent to nearest postal exchange of the destination postal code. At that office they remove the bag and sort the letters by destination addresses.

Similar Scenario in IP Networks, consider a national IP backbone of a country, When a IP packet reaches the entry router of the backbone network, for switching efficiency (mainly) we label them with label exactly like postal code scenario. Entry router is called as Ingress router in MPLS terminology which applies label on top of each packet. Relevant and important parameters of IP headers will be mapped to label headers. Then these packets will be switched in the backbone network via LSP (Label Switched Path) decided by the core routers. So Core MPLS routers will do mainly the switching function with lots of techniques to ensure Quality of Service and Traffic Engineering aspects. Routers in between, referred as transit routers perform label swapping function as they switch labelled packets from port to port. The backbone destination router where the packet supposed to leave from core network is referred as Egress Router, which removes the label and sends as IP headed packet. Hereafter IP routing will take care of the packet delivery to designated IP address

 VPLS

VPLS (Virtual Private LAN Service) is one of the services from a bunch of services offered over a managed MPLS network. VPLS is an Ethernet based point to multipoint layer 2 VPN service that allows to connect dispersed Ethernet LAN in a corporate network.

Since Ethernet is preferred LAN technology, to extend this LAN services to geographically dispersed customer locations located anywhere, the VPLS is introduced. VPLS provides Ethernet interface to users over the boundaries of LAN and WAN for customer and service provider. All services in VPLS is same as LAN services.

Summary

 MPLS is a switching protocol considered to lie in between Layer 2 and Layer 3 in OSI Model.

 MPLS is a technology for switching and VPLS is one of the services which run on MPLS.

 MPLS supports Quality of Service in the Core network with Traffic Engineering.

VPLS is a virtual LAN services run on Manage IP/MPLS services inspite of geographical location

VPLS

سرویس VPLS چیست؟

نگاهی به سرویس Virtual Private LAN Service ( VPLS )
VPLS در حقیقت VPN لایه 2 می باشد.قابلیت مهم VPLS ، پوینت تو مالتی پوینت بودن آن می باشد.
VPLS هم در بستر IP و هم در بستر MPLS قابل پیاده سازی است ولی در بستر IP تاکنون پیاده سازی نشده است.
اساس کار VPLS بر اساس تعریف Pseudo wire می باشد. Pseudo wire را می توان به مثابه سیمی در نظر گرفت که دفاتر مختلف یک مشترک را بهم وصل می کند.
با عنایت به دو فاکتور MAC Learning و BPDU Processing سرویس VPLS به دو دسته کلی تقسیم می شود.البته خود نوع دوم نیز، به دو حالت تبدیل می شود :
- Transport LAN service (TLS) : Unqualified Learning
در این نوع، روتر ما Tag را نمی فهمد بنابراین اینترفیس به سمت مشترک باید در حالت Access Mode باشد.

این بدین معنی است که تمام شعبات مشترک در یک Broadcast Domain قرار می گیرند.
Ethernet Virtual Connection Service (EVCS) : Qualified Learning
Tag را می فهمد. بنابراین اینترفیس به سمت مشترک باید در حالت Trunk Mode یا dot1q Tunnel باشد.
این نوع سرویس برای مشترکینی مناسب است که می خواهند هر VLAN آنها یک Broadcast Domain مجزاباشد.

همانطور که می دانید در یک VLAN وقتی می خواهیم ارتبلط بین VLAN های مختلف را برقرار کنیم، نیاز به یک رئتر داریم تا Inter VLAN Routing انجام دهیم. در VPLS و در حالت EVCS ، از دید مشترک، Provider نقش Integrated Routing and Bridging دارد یعنی هم کار Routing انجام می دهد و هم کار Bridging.
بنابراین با توجه به مطالب فوق، اگر یک مشترک چند شعبه ( دفتر) در شهرهای مختلف داشته باشد و بخواهد این شعبات را بهم وصل کند، سه حالت قابل تصور است :
- به مشترک بگوییم از VLAN استفاده نکند( و به فریم خود Tag نزند) ، ما شعبات آن را بهم وصل خواهیم کرد.
- به مشترک بگوییم از VLAN استفاده کند( و به فریم خود Tag بزند) ، ما شعبات آن را بهم وصل خواهیم کرد.
مشکل این روش این است که اگر هر کدام از مشترکین ما بطور متوسط 10 عدد VLAN استفاده کند، ما نهایتاً می توانیم در کل شبکه 400 عدد مشترک داشته باشیم.بنابراین با این روش ما تعداد زیادی VLAN از دست می دهیم.
- در این روش که بهترین حالت می باشد ما به ازای هر مشترک در شبکه Provider ، یک VLAN تعریف می کنیم. یعنی اگر مشترک به فریم خود یک Tag اضافه کند ، ما نیز یک Tag تحت عنوان QinQ به آن اضافه می کنیم. در نتیجه ما می توانیم 4095 مشترک در شبکه داشته باشیم.