MPLS Hoan Chinh

ĐIỀU KHIỂN LƯU LƯỢNG TRONG MPLS

May 5, 2013

Lời nói đầu

Ngày nay, sự phát triển nhanh chóng các dịch vụ IP và sự bùng nổ Internet đã dẫn đến

một loạt thay đổi trong nhận thức kinh doanh của các nhà khai thác. 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. Trong những năm gần đây, ngành công nghiệp viễn thông đã

và đang tìm một phương thức chuyển mạch có thể phối hợp ưu điểm của IP (như cơ

cấu định tuyến) và của ATM (như thông lượng chuyển mạch). Mô hình IP over ATM

của IETF coi IP như một lớp nằm trên lớp ATM và định nghĩa các mạng con IP trên

nền mạng ATM. Phương thức tiếp cận xếp chồng này cho phép IP và ATM hoạt động

với nhau mà không cần thay đổi giao thức của chúng. Tuy nhiên, cách này không tận

dụng được hết khả năng của ATM. Ngoài ra, cách tiếp cận này không thích hợp với

mạng nhiều Router và không thật hiệu quả trên một số mặt Yêu cầu đặt ra là cần có

một giao thức kết hợp được các ưu điểm của mô hình TCP/IP và ATM. Và các kỹ

thuật trong TCP/IP và ATM chính là cơ sở hình thành nên giao thức mạng mới MPLS

( Multi Protocol Label Switching )

Để Internet có ảnh hưởng sâu rộng như hôm nay không thể không kể đến sự phát

triển nhanh chóng của kỹ thuật, đặc biệt là chuyển mạch nhãn đa giao thức ( MPLS )

đã trở thành một kỹ thuật nền tảng quan trọng trong Internet. Công nghệ MPLS là kết

quả phát triển của công nghệ chuyển mạch IP 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. MPLS tách chức năng của IP thành hai phần riêng biệt: chức năng chuyển gói

tin và chức năng điều khiển. Bên cạnh đó, MPLS cũng hỗ trợ việc quản lý dễ dàng

hơn.Vì lí do đó nên chúng em chọn đề tài “ KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG TRONG

MPLS” .

NHÓM 8 – Đ09VTA2 1 | P a g e


May 5, 2013

Do thời gian và trình độ có hạn, nên chắc chắn những vấn đề được đề cập trong đề tài

sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em rất mong nhận được sự đóng góp của

Thầy .

CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC (MPLS)

1. Lịch sử phát triển của MPLS

Công nghệ MPLS lần đầu tiên được đưa ra bởi hãng Ipsilon, một công ty nhỏ,

trong triển lãm về công nghệ thông tin và viễn thông tại Texas. Một thời gian ngắn sau

đó, Cisco và một loạt các hãng lớn khác như IBM, Toshiba... công bố các sản phẩm

của họ sử dụng công nghệ chuyển mạch mới. Tuy được đặt dưới nhiều tên khác nhau,

các công nghệ này thực sự có cùng bản chất là công nghệ chuyển mạch dựa trên nhãn.

Khái niệm chuyển mạch nhãn xuất phát từ quá trình nghiên cứu hai thiết bị cơ

bản trong mạng IP: tổng đài chuyển mạch và bộ định tuyến. Chúng ta có thể thấy rằng

chỉ xét trong các yếu tố tốc độ chuyển mạch, phương thức điều khiển luồng, tỉ lệ giữa

giá cả và chất lượng thì tổng đài chuyển mạch chắc chắn tốt hơn nhiều so với bộ định

tuyến. Tuy nhiên, các bộ định tuyến có các chức năng định tuyến mềm dẻo mà tổng

đài không thể so sánh được. Do đó không thể không nghĩ rằng có thể có một thiết bị

có khả năng điều khiển luồng, tốc độ cao của tổng đài cũng như các chức năng định

tuyến mềm dẻo của bộ định tuyến. Đó là động cơ then chốt để phát triển chuyển mạch

nhãn.



May 5, 2013

Nguyên tắc cơ bản của chuyển mạch nhãn là sử dụng một thiết bị tương tự như bộ

định tuyến để điều khiển thiết bị chuyển mạch phần cứng ATM, do vậy công nghệ này

có được tỉ lệ giữa giá thành và chất lượng có thể sánh được với tổng đài. Nó cũng có

thể hỗ trợ thậm chí rất nhiều chức năng định tuyến mới mạnh hơn như định tuyến

hiện. Công nghệ này do đó kết hợp một cách hoàn hảo ưu điểm của các tổng đài

chuyển mạch với ưu điểm của các bộ định tuyến, phát triển MPLS là khả thi trên một

giao thức mạng bất kỳ, ATM hay TCP/IP. Do đó, MPLS gọi là mạng chuyển mạch

nhãn đa giao thức.

CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC MPLS

2. Các khái niệm cơ bản MPLS

2.1. MPLS là gì?

MPLS là viết tắt của “Multi-Protocol Label Switching”, tạm dịch là “Chuyển mạch

nhãn đa giao thức”. MPLS là một framework do IETF đưa ra , cung cấp thiết kế hiệu

quả cho việc định tuyến, chuyển tiếp, chuyển mạch cho luồng lưu lượng qua mạch.

MPLS cũng hoạt động tốt trên bất kỳ các giao thức lớp liên kết. Đây là một công nghệ

lai kết hợp những đặc tính tốt nhất của định tuyến lớp 3 (Layer 3 routing) và chuyển

mạch lớp 2 (Layer 2 switching).

1.1. Vì sao chuyển mạch nhãn ra đời



May 5, 2013

Ban đầu, công nghệ chuyển mạch nhãn ra đời nhằm cải thiện hiệu năng chuyển

tiếp gói tin của các bộ định tuyến lõi qua việc sử dụng các chức năng gán và phân phối

nhãn gắn với các dịch vụ định tuyến lớp mạng khác nhau. Nhằm giải quất một số vấn

đề đang được quan tâm hiện nay đối với công nghệ mạng nói chung và đối với công

nghệ chuyển mạch nhãn nói riêng, đó là: điều khiển định tuyến, tài nguyên mạng,

tính đơn giản, khả năng hệ thống, tốc độ và độ trễ.

- Tốc độ và độ trễ: Trễ trong quá trình chuyển tiếp gói tin chủ yếu là do quá trình

xử lý định tuyến gói tin. Mặc dù đã có nhiều cải tiến trong các quá trình tìm kiếm

bảng định tuyến nhưng tải lưu lượng trên bộ định tuyến luôn luôn lớn hơn khả năng

xử lý và dẫn đến kết quả là mất lưu lượng, mất đấu nối và giảm hiệu năng của toàn

mạng. Chuyển mạch nhãn với cơ chế chuyển tiếp gói tin khác so với cách chuyển tiếp

gói tin truyền thống sẽ giúp giải quyết được các vấn đề trên. Chuyển mạch nhãn thực

hiện gán nhãn cho các gói tin đầu vào và sử dụng nhãn để truy nhập vào bảng chuyển

tiếp tại bộ định tuyến như là một chỉ số của bảng. Quá trình này không đòi hỏi quá

nhiều quá trình tìm kiếm như thực hiện trong bảng định tuyến truyền thống mà nó chỉ

thực hiện duy nhất một truy nhập tới bảng. Kết quả là hoạt động này hiệu quả hơn và

vì vậy lưu lượng người sử dụng trong gói tin được gửi qua mạng nhanh hơn, giảm độ

trễ và thời gian đáp ứng tốt hơn cho các chuyển giao thông tin giữa các người sử dụng

với nhau.



May 5, 2013

Hình 2: Khả năng giảm độ trễ của MPLS so với IP thông thường

Mỗi gói tin khi phải đi qua các nút mạng khác nhau và khi qua mỗi nút mạng , địa

chỉ đích trong gói tin được xác minh và tra trong bảng định tuyến để các bộ định tuyến

tìm ra đường đi phù hợp cho gói tin. Vì vậy, tùy thuộc và kích thước gói tin nhỏ hay

lớn, khả năng xử lý của bộ định tuyến cũng như lưu lượng gói tin mà trễ xảy ra nhiều

hay ít. Và với cơ chế chuyển tiếp gói tin nhanh thì chuyển mạch nhãn sẽ giải quyết

được vấn đề này.

-Nguyên tắc chuyển mạch nhãn : chuyển tiếp gói tin dựa vào nhãn của gói tin đó.

Giao thức này đã làm nên sự đơn giản trong các giao thức chuyển tiếp gói tin. Tuy

nhiên, cũng cần có các kỹ thuật để đảm bảo việc liên kết nhãn và đảm bảo tính tương

quan giữa các nhãn với luồng lưu lượng người sử dụng. Sau khi đã gắn nhãn vào dòng

lưu lượng người dùng thì hoạt động của chuyển mạch nhãn có thể nhúng vào trong

phần mềm.

- Tài nguyên sử dụng: các kỹ thuật được sử dụng để thiết lập nhãn không chiếm

nhiều tài nguyên của mạng, các cơ chế thiết lập tuyến đường chuyển mạch nhãn cho



May 5, 2013

lưu lượng người dùng đơn giản là những tiêu chí đặt ra của việc thiết kế mạng chuyển

mạch nhãn. Ở phần sau của đề tài , vấn đề này sẽ được làm rõ hơn.

- Tăng khả năng hệ thống: ngoài khả năng chuyển các gói tin một cách nhanh

chóng thì chuyển mạch nhãn còn cung cấp mềm dẻo các tính năng khác nhau để tăng

khả năng xử lý lưu lượng người dùng trong mạng. Khi mà số lượng địa chỉ IP tăng lên

nhanh chóng theo từng ngày thì kích thước của bảng định tuyến của các bộ định tuyến

cũng ngày một tăng lên và nó làm chậm đi quá trình xử lý gói tin của bảng định tuyến,

thì chuyển mạch nhãn có cơ chế cho phép các địa chỉ này gắn với một hoặc vài nhãn,

việc này đã làm giảm kích thước của bảng địa chỉ và các bộ định tuyến có thể hỗ trợ

được nhiều người dùng hơn.

- Điều khiển định tuyến: Điều khiển định tuyến trong mạng internet được thực

hiện dựa trên địa chỉ IP (trong mạng Lan là địa chỉ MAC). Có rất nhiều thông tin cần

được lấy ra trong tiêu đề của gói IP này, ví dụ như: trường kiểu dịch vụ Ip (TOS), chỉ

số cổng,…làm mất nhiều thời gian để bộ định tuyến có thể xử lý. Tuy nhiên, định

tuyến theo địa chỉ đích là phương pháp chuyển tiếp gói tin được sử dụng phổ biến nhất

hiện nay. Phương pháp này chưa phải là phương pháp chuyển tiếp gói tin hiệu quả

nhất vì nó xảy ra các vấn đề như hiện tượng lặp vòng trên mạng, và sự khác nhau về

kiến trúc mạng sẽ làm trở ngại cho việc chuyển tiếp gói tin theo phương pháp này.

Một vần đề nữa được đặt ra là các nhà cung cấp thiết bị định tuyến khác nhau sử dụng

phương pháp định tuyến theo địa chỉ đích theo các cách riêng khác nhau: một số nhà

cung cấp cho phép người quản trị mạng chia sẻ lưu lượng, số khác thì dựa vào các

trường chức năng TOS, chỉ số cổng,….



May 5, 2013

Hình 2.1 : Lớp chuyển tiêp gói trong IP

Chuyển mạch nhãn cho phép các bộ định tuyến chọn tuyến đầu ra theo nhãn.(dùng

định tuyến lớp 2). Chuyển mạch nhãn là một cách thức tốt để hướng lưu lượng tải theo

một đường dẫn mà không cần phải nhận hết toàn bộ thông tin từ giao thức định tuyến

Ip động dựa theo địa chỉ IP đích.

Định tuyến IP thường gắn với các giao thức chuyển mạch nhãn như FR, ATM

hoặc MPLS. Phương pháp định tuyến dựa trên Ip sử dụng các trường trong tiêu đề của

địa chỉ IP như TOS, chỉ số cổng, nhận dạng giao thức IP hoặc kích thước gói tin. Các

trường chức năng này cho phép mạng phân lớp dịch vụ thành các kiểu lưu lượng và

thường thực hiện việc này tại các nút đầu vào mạng. Các bộ định tuyến trong lớp lõi

sử dụng các bit đã xử lý ở các nút đầu vào mạng để quyết định xử lý luồng lưu lượng

đến, quá trình xử lý này có thể sử dụng các kiểu hàng đợi khác nhau. Định tuyến IP

cũng cho phép người quản lý mạng định tuyến ràng buộc.

Các chính sách dựa trên IP cho phép bộ định tuyến:

Đặt các giá trị ưu tiên vào trong tiêu đề gói tin IP.

Thiết lập bước kế tiếp cho gói tin.

Thiết lập giao diện ra cho gói tin.

Thiết lập bước kế tiếp cho gói tin khi không có hướng ra trong bảng định tuyến.



May 5, 2013

Chuyển mạch nhãn khác với các loại chuyển mạch khác ở chỗ nó là một kỹ thuật điều

khiển giao thức chuyển mạch IP theo kiểu topo.

Có nhiều tài liệu đề cập rằng Ip không có khả năng định tuyến theo chính sách và

định tuyến ràng buộc, điều đó là do dựa trên thực tế trên mạng internet có rất nhiều

mạng khác nhau và cũng có rất nhiều nhà cung cấp dịch vụ khác nhau và các nhà cung

cấp dịch vụ này không có sự thỏa thuận với nhau về các bit ưu tiên. Và đối với chuyển

mạch nhãn cũng vậy, nó chỉ trở nên thật sự hiệu quả khi mà các nhà điều hành mạng

có sự thống nhất với nhau về cách sử dụng nhãn như thế nào.

Điểm nổi bật của công nghệ MPLS là khả năng chuyển tiếp lưu lượng nhanh , đơn

giản, điều khiển phân luồng, định tuyến linh hoạt và tận dụng tài nguyên mạng. Nó kết

hợp những đặc điểm tốt nhất của chuyển mạch kênh trong ATM và chuyển mạch gói

trong IP, có khả năng chuyển tiếp gói rất nhanh trong mạng lõi và định tuyến như bình

thường ở mạng biên. Khi các gói đi vào miền MPLS, chúng chuyển mạch đơn giản

bằng chuyển mạch nhãn. Các nhãn còn giúp xác định chất lượng dịch vụ mà các gói

nhận được. Khi chúng ra khỏi mạng thì các nhãn sẽ được cắt bỏ ở các router biên

mạng và được định tuyến như thông thường.

Hình 2.2 : Lớp chuyển tiếp gói trong MPLS

MPLS thực hiện những chức năng sau:



May 5, 2013

Định quá trình quản lý lưu lượng luồng của các mạng khác nhau, như luồng

giữa các máy, phần cứng khác nhau hoặc thậm chí luồng giữa các ứng dụng

khác nhau.

Định tuyến và chuyển mạch chỉ sử dụng LSR (Label Stack Router

Cung cấp cách thức để ánh xạ các địa chỉ IP thành các nhãn đơn giản có độ dài

không đổi được sử dụng bởi các công nghệ chuyển tiếp gói và chuyển mạch gói

khác nhau.

Duy trì sự độc lập giũa lớp 2 và 3.

Giữ được ưu điểm và các đặc tính của các giao thức IP(định tuyến) ATM

(chuyển mạch), Frame Relay.

Cung cấp khả năng QoS (Quality of service)

1.2. Miền MPLS (MPLS Domain)

Miền MPLS là “ một tập hợp các nút mạng thực hiện hoạt động định tuyến và

chuyển tiếp MPLS”. Các nút thuộc miền MPLS được gọi là các bộ định tuyến chuyển

mạch nhãn LSR (Label Switching Router). Ở chặng đầu tiên trong mạng MPLS,

router chuyển tiếp gói dựa vào địa chỉ đích, sau đó nó xác định nhãn thích hợp-giá trị

này được xác định cho một lớp chuyển tiếp tương đương FEC – gán nhãn cho gói và

chuyển nó tới nút tiếp theo. Ở chặng tiếp theo, router dùng giá trị của nhãn như một

chỉ mục của một bảng để xác định nhãn mới. LSR gán nhãn mới rồi chuyển gói đến

nút tiếp theo. Tuyến đường mà một gói nhãn đi qua được gọi là đường chuyển mạch

nhãn LSR (Label Switching Router).



May 5, 2013

Hình 2.1: Miền MPLS

Miền MPLS được chia thành 2 phần: phần mạng lõi (core) và phần mạng biên

(edge). Các nút ở phần mạng lõi được gọi là transit-LSR hay core-LSR (thường cũng

được gọi tắt là LSR). Các nút ở biên được gọi là bộ định tuyến biên nhãn LER (Label

Edge Router).

LSR được chia thành 2 loại: LSR hướng lên (upstream LSR) và LSR hướng

xuống (dowmstream LSR), phụ thuộc vào chiều của luồng lưu lượng. Các tài liệu

MPLS thường dùng ký hiệu Ru để biểu thị cho upstream-LSR và dùng ký hiệu Rd để

biểu thị cho downstream-LSR.

Hình 2.2: Upstream và Downstream của LSR

1.3. Chuyển gói qua miền MPLS

Đối với mạng MPLS, cơ sở để chuyển tiếp gói tin không còn là IP header hay cell

header nữa, mọi sự chuyển mạch đều dựa trên nhãn. Gói tin IP khi đi từ ngoài mạng



May 5, 2013

vào trong miền MPLS sẽ được router LSR 1, đóng vai trò là một ingress-LER, gán

nhãn có giá trị là 22 rồi chuyển tiếp đến router LSR 2. Router LSR 2, đóng vai trò là

một LSR, dựa vào bảng hoán đổi nhãn để kiểm tra nhãn của gói tin. Nó thay giá trị

nhãn mới là 16 và chuyển tiếp đến router LSR 3. Tại router LSR 3 đóng vai trò egress-

LER sẽ kiểm tra trong bảng hoán đổi nhãn và gỡ bỏ nhãn 16 ra khỏi gói tin rồi định

tuyến gói IP một cách bình thường đi ra khỏi miền MPLS.

Hình 2.3 : Gói IP đi qua miền MPLS

Với phương pháp làm việc này, các LSR trung gian như router LSR 2 sẽ không

phải thực hiện kiểm tra toàn bộ header IP của gói tin mà nó chỉ việc kiểm tra các giá

trị của nhãn, so sánh trong bảng và chuyển tiếp. Vì vậy tốc độ xử lý trong miền MPLS

sẽ nhanh hơn nhiều so với định tuyến IP truyền thống. Đường đi từ router LSR 1 đến

router LSR 3 được gọi là đường chuyển mạch nhãn LSP (Label Switched Path).

1.4. Ưu điểm và ứng dụng của MPLS

1.1.1. Đơn giản hóa chức năng chuyển tiếp.

MPLS sử dụng cơ chế chuyển tiếp căn cứ vào nhãn có độ dài cố định nên quyết

định chuyển tiếp có thể xác định ngay chỉ với một lần tra cứu chỉ mục trong LFIB. Cơ

chế này đơn giản và nhanh hơn nhiều so với giản thuật “ longest prefix match “ dùng

trong chuyển tiếp gói datagram thông thường.



May 5, 2013

1.1.2. Kỹ thuật lưu lượng

Ưu điểm lớn nhất của MPLS là ở khả năng thực hiện lưu lượng (TE-Trafic

Engineering ), nó đảm bảo lưu lượng được định tuyến đi qua một mạng theo một cách

thức tin cậy và hiệu quả nhất. Kỹ thuật lưu lượng cho phép các nhà cung cấp dịch vụ

(ISP) định tuyến lưu lượng theo cách họ có thể cung cấp dịch vụ tốt nhất cho khách

hàng ở khía cạnh thông lượng và độ trễ. MPLS-TE cho phép lưu lượng được phân bố

hợp lý qua toàn bộ hạ tầng mạng, tối ưu hóa hiệu suất sử dụng mạng.

1.1.3. Định tuyến QoS từ nguồn

Định tuyến QoS từ nguồn là một cơ chế trong đó các LSR được xác định trước

ở nút nguồn (LSR lối vào) dựa vào một số thông tin về độ khả dụng tài nguyên trong

mạng cũng như yêu cầu QoS của luồng lưu lượng. Nói cách khác, nó là một giao thức

định tuyến có mở rộng chỉ tiêu chọn đường để bao gồm các tham số như băng thông

khả dụng, việc sử dụng link và đường dẫn end-to-end, độ chiếm dụng tài nguyên của

nút, độ trễ và biến động trễ.

1.1.4. Mạng riêng ảo VPN

VPN (Virtual Private Network) cho phép khách hàng thiết lập mạng riêng,

giống như thuê kênh riêng nhưng với chi phí thấp hơn nhiều, bằng cách sử dụng hạ

tầng mạng công cộng dùng chung. Kiến trúc MPLS đáp ứng tất cả các yêu cầu cần

thiết để hỗ trợ VPN bằng cách thiết lập các đường hầm LSP sử dụng định tuyến tường

minh. Do đó, MPLS sử dụng các đường hầm LSP, cho phép nhà khai thác cung cấp

dịch vụ VPN theo cách tích hợp trên cùng hạ tầng mà họ cung cấp dịch vụ Internet.

Hơn nữa, cơ chế xếp chồng nhãn cho phép cấu hình nhiều VPN lồng nhau trên cùng

hạ tầng mạng đó.

1.1.5. Kết nối cấu hình đa lớp:

Thông thường, phần lớn các nhà điều hành mạng cung cấp mô hình chồng lấn mà

ATM được sử dụng tại lớp 2 và IP được sử dụng tại lớp 3. Bằng việc sử dụng MPLS,

các nhà điều hành mạng có thể mang chức năng của mặt điều khiển ATM vào lớp 3,

do đó sẽ làm đơn giản hóa mạng và việc quản lý mạng.



May 5, 2013

1.1.6. Khả năng mở rộng (Scalability)

Chuyển mạch nhãn cung cấp một sự tách biệt toàn diện hơn giữa định tuyến

liên miền (inter-domain) và định tuyến nội miền (intra-domain). Điều này cải thiện

đáng kể khả năng mở rộng của các tiến trình định tuyến. Hơn nữa, khả năng mở rộng

của MPLS còn nhờ vào FEC (thu gom luồng), và xếp chồng nhãn để hợp nhất

(merging) hoặc lồng nhau (nesting) các LSP. Ngoài ra, nhiều LSP liên kết với các

FEC khác nhau có thể được trộn vào cùng một LSP. Sử dụng các LSP lồng nhau cũng

cải thiện khả năng mở rộng của MPLS.

1.1.7. Các ứng dụng đang triển khai :

- MPLS VPN: Nhà cung cấp dịch cụ có thể tạo VPN lớp 3 dọc theo mạng đường trục

cho nhiều khách hàng, chỉ dùng một cơ sở hạ tầng công cộng sẵn có, không cần các

ứng dụng encryption hoặc end-user.

- 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.



May 5, 2013

CHƯƠNG 3: CẤU TRÚC VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA MPLS

2. Cấu trúc MPLS

2.1. Các thành phần trong miền MPLS :

Một miền MPLS có hai phần:

Mặt phẳng chuyển tiếp ( Forwarding Plane )

Mặt phẳng điều khiển ( Control Plane). Tại đầu nút MPLS có thể thực hiện

định tuyến lớp ba hoặc chuyển mạch lớp hai

Hình 3: Mặt phẳng chuyển tiếp LSR và LSR biên trong MPLS

a) Mặt phẳng chuyển tiếp (Forwarding Plane)

Sử dụng cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn (LFIB - Label Forwarding Information

Base) và (FIB – Forwarding Information Base) để chuyển tiếp các gói. Mỗi nút MPLS

có hai bảng liên quan đến việc chuyển tiếp nhãn là: Cơ sở thông tin nhãn (LIB - Label

Information Base) và LFIB.

LFIB ( Label Forward Information Base )

LFIB là bảng liệt kê các giá trị chứa trong nhãn ngõ vào được chọn lọc từ bản LIB

đem so sánh kết hợp với FIB. Mỗi thực thể con bao gồm một nhãn ngõ ra, giao tiếp



May 5, 2013

ngõ ra và địa chỉ hop kế tiếp. Các thực thể con trong một thực thể riêng lẻ có thể có

các nhãn ngõ ra giống hoặc khác nhau.

Hình 3.1 : Bản LFIB

FIB ( Forwarding Information Base )

FIB chứa các thông tin chuyển tiếp IP từ Router. Cơ sở thông tin chuyển tiếp (FIB)

cũng tương tự như một bảng định tuyến hoặc thông tin cơ bản. Nó tự động giữ một

bản sao của thông tin phản ánh chuyển tiếp chứa trong bảng định tuyến IP (RIB –

Router Information Base). Khi định tuyến hoặc topo thay đổi xảy ra trong mạng lưới,

các bảng chỉ IP định tuyến được cập nhật, và những thay đổi được phản ánh trong

FIB. FIB duy trì thông tin địa chỉ hop tiếp theo dựa trên thông tin trong bảng định

tuyến IP.



May 5, 2013

Hình 3.2 : Bản FIB

b) Mặt phẳng điều khiển ( Control Plane ) :

Hình 3.2 : mặt phẳng điều khiển LSR và LSR biên

RIB ( Router Information Base )

Tất cả các nút MPLS phải chạy một giao thức định tuyến IP để trao đổi thông tin định

tuyến đến các nút MPLS khác trong mạng.Các giao thức định tuyến Link-state như



May 5, 2013

OSPF và IS-IS là các giao thức được chọn vì chúng cung cấp cho mỗi nút MPLS

thông tin của toàn mạng.

LIB – LDP ( Label Information Base – Label Distribution Protocol )

Mặt phẳng điều khiển MPLS chịu trách nhiệm tạo ra nhờ giao thức LDP (Label

Distribution Protocol) và lưu trữ LIB. Trong các bộ định tuyến thông thường, bản

định tuyến IP dùng để xây dựng bộ lưu trữ chuyển mạch nhanh (Fast switching cache

– do Cisco xây dựng ) hoặc FIB. Tuy nhiên với MPLS, bản định tuyến IP cung cấp

thông tin của mạng đích và subnet prefix, thông tin liên kết nhãn chỉ được phân phối

giữa các bộ định tuyến nối trực tiếp với nhau bằng cách dùng giao thức phân phối

(LDP – Label Distribution Protocol) hoặc TDP (Giao thức của Cisco-Tag Distribution

protocol). Các nhãn được trao đổi giữa các nút MPLS kế cận để xây dựng nên LIB.

1.1. Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn (LSR – Label Switching Router )

LSR là thiết bị thực thi các điều khiển và thực hiện yêu cầu tháo gỡ nhãn trong miền

MPLS. Tuy vậy LSR còn có thể chuyển tiếp gói tin ở lớp 3.

LSR có hai loại:

LSR biên: nằm ở biên mạng MPLS, nơi này tiếp nhận hay gữi đi các gói tin

đến từ mạng khác ( IP/Fram relay..) các LSR biên gán hay bỏ nhãn cho gói tin

trong miền MPLS.

LSR lõi : Các LSR này chính là bộ định tuyến lõi router (Core-Router) các

router này chỉ quan tâm đến các nhãn đưa vào và chọn nhãn thích hợp để thực

hiện chuyển mạch.



May 5, 2013

Hình 3.3 : Ví dụ về LSR biên và LSR lõi

1.1.1. Các giao thức định tuyến và phân phối nhãn trong MPLS :

LSP (Label Switching Protocol )

Đường chuyển mạch nhãn LSP (Label Switched Path) là một đường nối giữa bộ định

tuyến lối vào và bộ định tuyến lối ra, được thiết lập bởi các nút MPLS để chuyển các

gói đi xuyên qua mạng. Đường dẫn của một LSP qua mạng được định nghĩa bởi sự

chuyển đổi giá trị các nhãn ở các LSR dọc theo LSP bằng cách dùng thủ tục hoán đổi

nhãn

Hình 3.4: Đường chuyển mạch nhãn

Kiến trúc MPLS cho phép phân cấp các LSP, tương tự như ATM sử dụng VPI và

các VCI để tạo ra các phân cấp kênh ảo (VC) nằm trong đường ảo (VP). Tuy nhiên

ATM chỉ hỗ trợ 2 mức phân cấp, trong khi với MPLS thì số mức phân cấp cho phép

rất lớn nhờ khả năng chứa được nhiều thực thể nhãn trong ngăn xếp nhãn. Về lý

thuyết,giới hạn số lượng nhãn trong ngăn xếp phụ thuộc giá trị MTU (Maximum

Transfer Unit) của các giao thức lớp liên kết được dùng dọc theo một LSP.



May 5, 2013

Chế độ điều khiển LSP:

Khi một FEC ứng với một tiền tố địa chỉ được phân phối bởi định tuyến IP, việc thiết

lập mối kết hợp giữa các gán kết nhãn tại một LSR có thể thực hiện theo hai cách sau

đây:

Điều khiển độc lập

Khi mỗi LSR nhận dạng ra một FEC thì nó quyết định gán kết ngay một nhãncho FEC

đó và công bố luôn gán kết cho các đối tác phân phối nhãn (label

distribution peer). Điều này tương tự như định tuyến IP thông thường, ở đó mỗi bộ địn

h tuyến ra quyết định độc lập về nơi cần chuyển gói đi. Điều khiển độc lập có ưu điểm

là thiết lập nhanh vì việc kết nhãn diễn ra song song giữa nhiều cặp LSR và dòng lưu

lượng có thể bắt đầu truyền mà không cần đợi cho tất cả các gán kết nhãn thiết lập

xong.

Hình 3.5 : Chế độ điều khiển độc lập

Điều khiển tuần tự



May 5, 2013

Một bộ định tuyến đường xuống thực hiện kết nhãn cho một FEC và thông báo gán

kết đó chỉ nếu nó là LSR lỗi ra hoặc nếu nó nhận được một gán kết nhãn cho FEC đó

từ bộ định tuyến hướng đường xuống của nó. Việc thiết lập LSP tuần tự bắt đầu ở

LSR lối ra và diễn ra nối tiếp theo hướng ngược về LSR lối vào. Các LSP định tuyến

bắt buộc thì phải sử dụng kiểu điều khiển tuần tự và quá trình phân phối nhãn theo

chuỗi có thứ tự sẽ tạo ra thời gian trễ trước khi dòng lưu lượng đi trên LSP có thể bắt

đầu. Tuy nhiên, điều khiển tuần tự cũng cấp phương tiện tránh lặp và đạt được mức độ

hội tụ chắc chắn hơn.

Hình 3.6: Chế độ điều khiển tuần tự

Tính toán LSP ràng buộc

LSP cho một trung kế lưu lượng có thể khai báo tĩnh hoặc tính toán động. việc tính

toán sẽ xem xét các tài nguyên khả dụng, các thuộc tính liên kết và cả các trung kế

khác (vì vậy được gọi là tính toán đường ràng buộc). Kết quả của việc tính toán này là

tìm ra một chuỗi các địa chỉ IP đại diện cho các chặng trên đường LSP giữa đầu nguồn

và đầu đích của trung kế lưu lượng. Sau đó, thực hiện báo hiệu LSP và hoàn thành

việc thiết lập đường bằng giao thức báo hiệu cho MPLS như RSVP-TE. Tiến trình

tính toán đường đầu nguồn luôn được thực hiện tại đầu nguồn trung kế lưu lượng và

được kích hoạt do:

- Một trung kế mới xuất hiện.

- Một trung kế đang tồn tại nhưng thiết lập LSP thất bại.

- Tái tối ưu hóa một trung kế đang tồn tại



May 5, 2013

Giao thức phân phối nhãn (LDP –label Distrbutition protocol )

Nhóm nghiên cứu MPLS đã thực hiện đó là định nghĩa một số phương thức để trao

đổi thông tin nhãn giữa các LSRs. Giao thức LDP (Label Distribution Protocol) lả

giao thức chính và được vận hành nhiều nhất. Tuy nhiên, một số giao thức khác như

BGP (Border Gateway Protocol) hay RSVP-TE (Resource Reservation Protocol –

Traffic enginer) cũng có thể được dùng để trao đổi thông tin nhãn.

Giao thức LDP là giao thức điều khiển tách biệt được các LSR sử dụng để trao đổi

và điều phối quá trình gán nhãn/FEC. Giao thức này là tập hợp các thủ tục trao đổi các

bản tin cho phép các LSR sử dụng giá trị nhãn thuộc FEC nhất định để truyền các gói

thông tin.

Hình 3.7: Quan hệ giữa LDP với các giao thức khác

Một kết nối TCP được thiết lập giữa các LSR đồng cấp để đảm bảo các bản tin LDP

được truyền một cách trung thực theo đúng thứ tự. Các bản tin LDP có thể xuất phát



May 5, 2013

từ trong bất cứ một LSR (điều khiển đường chuyển mạch nhãn LSP độc lập) hay từ

LSR biên lối ra (điều khiển LSP theo lệnh) và chuyển từ LSR phía trước đến LSR bên

cạnh phía sau. Việc trao đổi các bản tin LDP có thể được khởi phát bởi sự xuất hiện

của luồng số liệu đặc biệt, bản tin lập dự trữ RSVP hay cập nhật thông tin định tuyến.

Khi một cặp LSR đã trao đổi bản tin LDP cho một FEC nhất định thì một đường

chuyển mạch LSP từ đầu vào đến đầu ra được thiết lập sau khi mối LSR ghép nhãn

đầu vào với nhãn đầu ra tương ứng trong LIB của nó.

Các tính chất cơ bản của giao thức phân phối nhãn LDP

Cung cấp cơ chế nhận biết LSR cho phép các LSR ngang cấp tìm kiếm nhau và thiết

lập kết nối.

Định nghĩa bốn lớp bản tin:

- Bản tin DISCOVERY: Thông báo, duy trì sự tồn tại của 1 LSR trên mạng (UDP)�

- Bản tin Session: Thiết lập, duy trì, xóa các phiên giữa hai LSR (TCP).�

- Bản tin ADVERTISEMENT: Tạo, thay đổi và xóa các kết hợp nhãn (TCP).�

- Bản tin NOTIFICATION: Cung cấp thông tin trạng thái và thông tin lỗi tín hiệu, �(TCP).



May 5, 2013

Hình 3.10 : Một số giao thức phân phối nhãn trong MPLS

Thủ tục phát hiện LSR lân cận :

- Một LSR định kỳ gửi đi bản tin HELLO tới các cổng UDP đã biết trong tất cả các bộ

định tuyến trong mạng con của nhóm multicast.

- Tất cả các LSR tiếp nhận bản tinh HELLO này trên cổng UDP. Như vậy, tại một

thời điểm nào đó LSR sẽ biết được tất cả các LSR khác mà nó có kết nối trực tiếp.

- Khi LSR nhận biết được địa chỉ của LSR khác bằng cơ chế này thì nó sẽ thiết lập kết

nối TCP đến LSR đó.



May 5, 2013

- Khi đó phiên LDP được thiết lập giữa 2 LSR. Phiên LDP là phiên hai chiều nghĩa là

mỗi LSR ở hai đầu kết nối đều có thể yêu cầu và gửi liên kết nhãn.

Hình 3.8 : Thủ tục phát hiện LSR lân cận

Các bản tin LDP

+ Dạng bản tin Initialization

Các bản tin thuộc loại này gửi đi khi bắt đầu một phiên LDP giữa 2 LSR để trao đổi

các tham số, các tùy chọn cho phiên. Các tham số này bao gồm:

- Chế độ phân bổ nhãn

- Các giá trị bộ định thời

- Phạm vi các nhãn sử dụng trong kênh giữa 2 LSR đó.

Cả 2 LSR đều có thể gửi các bản tin Initialization và LSR nhận sẽ trả lời bằng

KeepAlive nếu các tham số được chấp nhận. Nếu có một tham số nào đó không được

chấp nhận LSR trả lời thông báo có lỗi và phiên kết thúc.

+ Dạng bản tin KeepAlive

Các bản tin KeepAlive được gửi định kỳ khi không có bản tin nào được gửi để đảm

bảo cho mỗi thành phần LDP biết rằng thành phần LDP khác đang hoạt động tốt.



May 5, 2013

Trong trường hợp không xuất hiện bản tin KeepAlive hay một số bản tin khác của

LDP trong khoảng thời gian nhất định thì LSR sẽ xác định đối phương hoặc kết nối bị

hỏng và phiên LDP bị dừng.

+ Dạng bản tin Label Mapping

Các bản tin Label Mapping được sử dụng để quảng bá liên kết giữa FEC (Prefix địa

chỉ) và nhãn. Bản tin Label Withdrawal thực hiện quá trình ngược lại: nó được sử

dụng để xóa bỏ liên kết vừa thực hiện. Bản tin này được sử dụng khi có sự thay đổi

trong cấu hình LSR làm tạm dừng việc chuyển nhãn các gói trong FEC đó.

+ Dạng bản tin Label Release

Bản tin này được sử dụng bởi LSR khi nhận được chuyển đổi nhãn mà nó không cần

thiết nữa. Điều đó thường xảy ra khi LSR giải phóng nhận thấy nút tiếp theo cho FEC

đó không phải là LSR quảng bá liên kết nhãn/FEC đó.

Lớp chuyển tiếp tương đương (FEC – Forwarding Equivalence Classes)

Lớp chuyển tiếp tương đương FEC ( Forwarding Equivalence Classes ) được sử

dụng trong hoạt động chuyển mạch nhãn. FEC mô tả sự liên hệ giữa các gói với địa

chỉ đích người nhận cuối. . Nói cách khác, FEC là một nhóm các gói (ví dụ gói tin IP)

được chuyển tiếp trên cùng một đường chuyển mạch nhãn LSP (Label Switched Path),

được đối xử theo cùng một cách thức và có thể ánh xạ vào một nhãn bởi một LSR cho

dù chúng có thể khác nhau về thông tin mào đầu (header) lớp mạng.

Lý do dùng phải dung FEC:

Trước tiên, nó cho phép nhóm các gói vào các lớp. Từ nhóm này, giá trị FEC trong

một gói có thể được dùng để thiết lập độ ưu tiên cho việc xử lý các gói. FEC cũng có

thể được dùng để hỗ trợ hiệu quả hoạt động QoS. Ví dụ, FEC có thể liên kết với độ ưu

tiên cao, lưu lượng thoại thời gian thực, lưu lượng nhóm mới ưu tiên thấp.

FEC được xác định duy nhất bằng việc sử dụng một nhãn. Đối với các lớp dịch

vụ khác nhau người ta sử dụng các FEC và các nhãn liên kết khác nhau. Với Internet,



May 5, 2013

các giá trị sau được sử dụng để thành lập một FEC: địa chỉ IP nguồn và/hoặc đích, số

cổng nguồn và/hoặc đích, nhận diện giao thức ( PID ), điểm mã (codepoint) của các

dịch vụ khác biệt Ipv4, dòng nhãn Ipv6.

Tất cả các gói thuộc cùng một FEC thì có chung một nhãn. Tuy nhiên, không

phải tất cả các gói cùng chung một nhãn thì đều thuộc cùng một FEC bởi vì giá trị các

bit EXP trong nhãn có thể khác nhau, do đó việc đối xử với hoạt động chuyển tiếp gói

tin cũng sẽ khác nhau và vì vậy nó có thể thuộc một FEC khác. Một gói tin thuộc FEC

nào là do router ngõ vào (ingress router ) quyết định, vì router ngõ vào thực hiện chức

năng phân loại và dán nhãn.

Hình 3.9 : Lớp chuyển tiếp tương đương trong MPLS

Ví dụ : FEC là một tập hợp các gói tin unicast mà địa chỉ đích lớp mạng có cùng tiền

tố địa chỉ IP xác định. Một ví dụ khác của FEC là một tập các gói multicast có cùng

địa chỉ nguồn và đích lớp mạng. Một phần quan trọng của một mục định tuyến được

duy trì bởi router đó là địa chỉ router kế tiếp. Một gói khi rơi vào một FEC mà liên kết

với một mục định tuyến xác định thì được định tuyến đến router kế tiếp được chỉ rõ

bởi mục đó. Do đó việc xây dựng bảng định tuyến bởi thành phần điều khiển có thể

xem như là việc xây dựng của một tập FEC và trạm kế tiếp cho mỗi FEC đó.



May 5, 2013

CHƯƠNG 4: ĐIỀU KHIỂN LƯU LƯỢNG TRONG MPLS (MPLS –TE)

1) Khái niệm về kỹ thuật lưu lượng MPLS –TE

Phần trên ta đã khảo sát cách phân phối thông tin nhãn (LDP) và cách tính toán

đường đi cho đường hầm chuyển mạch nhãn (LSP) của kỹ thuật điều khiển lưu lượng.

Ở chương này ta xét đến việc chọn đường hầm để chuyển tiếp lưu lượng và cách thức

tối ưu hoá đường hầm trong MPLS –TE.

Kỹ thuật lưu lượng (TE) là quá trình điều khiển cách thức các luồng lưu lượng đi

qua mạng sao cho tối ưu hoá việc sử dụng tài nguyên và hiệu năng của mạng. Do thuật

toán tìm đường đi ngắn nhất thường gây ra tắc nghẽn vì đường đi được chọn không đủ

tài nguyên đáp ứng yêu cầu về lưu lượng hoặc phân bổ tài nguyên mạng không hiệu

quả (dồn nhiều luồng cùng đi qua một liên kết hoặc một nút). MPLS -TE ứng dụng

các nguyên lý khoa học công nghệ để đo lường, mô hình hoá, đặc trưng hoá và điều

khiển lưu lượng nhằm đạt được các mục tiêu khác nhau.

Kỹ thuật lưu lượng MPLS được chia ra thành 3 quá trình:

+ Phân phối thông tin. (LDP)

+ Tính toán và thiết lập đường đi cho đường hầm chuyển mạch nhãn. (LSP)

+ Chuyển tiếp lưu lượng, tối ưu hoá đường hầm. (MPLS –TE)



May 5, 2013

1.2. Mục tiêu triển khai kỹ thuật lưu lượng và hoạt động định tuyến của

MPLS - TE:

1.2.1. Phân loại mục tiêu triển khai

Các mục tiêu triển khai kỹ thuật lưu lượng có thể phân theo hai hướng:

Hướng lưu lượng (traffic oriented)

Hướng tài nguyên (resource oriented)

Các mục tiêu hướng lưu lượng liên quan đến việc tăng cường QoS cho các luồng

lưu lượng. Trong mô hình đơn lớp, các mục tiêu này gồm: giảm thiểu mất gói và trễ,

tăng tối đa băng thông và tuân thủ các hợp đồng mức dịch vụ (LSA)…các mục tiêu

hướng lưu lượng bị chặn thống kê cũng rất hữu ích cho mô hình dịch vụ phân biệt

(diffserv).

Các mục tiêu hướng tài nguyên liên quan đến việc tối ưu hoá sử dụng tài nguyên.

Băng thông là một tài nguyên cốt yếu của mạng, do đó chức năng trọng tâm của kỹ

thuật lưu lượng là quản lý tài nguyên băng thông hiệu quả.

1.1.1. Hoạt động phân phối đường hầm của MPLS – TE

Với nhiệm vụ điều khiển lưu lượng trong mạng MPLS, ta có thể có lưu lượng

được xác định cụ thể từ trước hoặc với chất lượng cụ thể của luồng dịch vụ từ PC-2

đến điểm PC-1 dọc theo một tuyến (mà tuyến này khác với tuyến có chi phí thấp

nhất).



May 5, 2013

Hình 4 : Điều khiển lưu lượng trong MPLS

Ta có thể hướng lưu lượng từ PC-2 tới điểm PC-1 qua tuyến trên tunnel -1

(đây không phải là tuyến ngắn nhất giữa PC-2 và PC-1 (3 router so với 2 router

ở tuyến dưới – trong miền MPLS). Ta có thể gửi lưu lượng qua các đường kết

nối mà chúng có thể không được sử dụng nhiều như ví dụ trên hình. Nếu đây là

mạng này là mạng IP đơn thuần, ta có thể không có bộ định tuyến nút (GRS

120008) để chuyển lưu lượng dọc theo tuyến phía trên bằng cách cấu hình một

vài thứ trên bộ định tuyến đầu ra của PC-2 (7204 -kết nối trực tiếp với PC-2).

Bộ định tuyến nút (GRS 120008) quyết định để gửi lưu lượng trên tunnel-1

hay tuyến tunnel-2 là do quyết định của chính nó. Trong khi đó ta có thể điều

khiển lưu lượng MPLS cho phép trên mạng này, ta cần có bộ định tuyến (GRS

120008) gửi lưu lượng tới PC-1 dọc theo tunnel -2.

Điều khiển lưu lượng MPLS bắt buộc bộ định tuyến (GRS 120008) chuyển tiếp

lưu lượng từ PC-2 – PC-1 trên tuyến trên tunnel - 1. Điều này có thể thực hiện

được trong MPLS do cơ chế chuyển tiếp nhãn.

Bộ định tuyến đầu (head end router) (ở đây là bộ định tuyến GRS 120008) của

tuyến điều khiển lưu lượng là bộ định tuyến đưa ra tuyến đầy đủ để lưu lượng

chuyển qua mạng MPLS.



May 5, 2013

Ưu điểm vượt trội của việc sử dụng điều khiển lưu lượng MPLS là khả năng

định tuyến lại nhanh (Fast ReRouting – FRR). FRR cho phép ta định tuyến lại

lưu lượng có nhãn quanh một đường kết nối hoặc một bộ định tuyến mà trở

thành không dùng được.

1.1. Định tuyến đường đi trong MPLS - TE

MPLS hỗ trợ cà hai kỹ thuật định tuyến: định tuyến từng chặng (hop-by hop)

và định tuyến ràng buộc (constrain –based –routing). Định tuyến từng chặng cho phép

mỗi nút nhận dạng FEC và chọn hop kế tiếp cho các FEC một cách độc lập, giống nhu

định tuyến trong mạng IP. Tuy nhiên, đối với mạng MPLS, bắt buộc phải sử dụng

định tuyến ràng buộc.

1.1.1. Định tuyến ràng buộc

Định tuyến ràng buộc là một phương tiện để xử lý tự động hóa kỹ thuật lưu

lượng, khắc phục những hạn chế của kỹ thuật định tuyến theo đích (destination-based-

routing). Nó xác định các route không chỉ dựa trên mô hình mạng (thuật toán SPF

chọn đường ngắn nhất) mà còn sử dụng các metric đặc thù khác như băng thông, trễ,

cost và biến động trễ. Giải thuật chọn đường có khả năng tối ưu hóa theo một hoặc

nhiều metric này, thông thường người ta dùng metric dựa trên số lượng hop và băng

thông. Để đường được chọn có số lượng hop nhỏ nhất nhưng phải đảm bảo băng

thông khả dụng trên tất cả các tuyến liên kết thì quyết định được thực hiện cơ bản như

sau: chọn đường ngắn nhất trong số tất cả các đường có băng thông khả dụng thỏa

mãn yêu cầu.



May 5, 2013

Hình 4.1 – Minh họa định tuyến ràng buộc.

Xét ví dụ như hình trên, giả sử rằng định tuyến ràng buộc sử dụng băng thông khả

dụng làm metric. Lưu lượng 700Kbps được định tuyến trước, sau đó đến 700Kbps và

cuối cùng là 200Kbps. Cả ba luồng lưu lượng này đề hướng về cùng một egress

router.

o Vì lưu lượng 100Kbps được định tuyến trước nên nó đi theo đường ngắn nhất

PE1_AS1 -> P2_AS1 ->PE2_AS1 (router biên phải ). Vì băng thông khả dụng

là 1Mbps trên tất cả các chặng nên luồng lưu lượng 100Kbps chiếm 10% băng

thông khả dụng.

o Vì băng thông khả dụng không đủ để định tuyến cho cả hai luồng 700Kbps và

700Kbps nên luồng 700Kbps sẽ đi theo đường mới PE1_AS1 -> P1_AS1 ->

P3_AS1 -> PE2_AS1 mặc dù nhiều hơn 1 hop so với đường cũ.

o Phần băng thông khả dụng còn lại trên đường ngắn nhất vẫn còn đủ cho luồng

lưu lượng 200 Kbps nên nó vẫn được định tuyến đi theo đường ngắn nhất này.

Định tuyến ràng buộc có hai kiểu : online và offline. Định tuyến ràng buộc kiểu online

cho phép các router tính toán đường cho các LSP bất cứ lúc nào. Trong kiểu định

tuyến offline thì một server tiến hành tính toán đường cho LSP theo định kỳ, thời gian

đó do nhà quản trị thiết lập.



May 5, 2013

1.1.2. Định tuyến bắt buộc (Explicit Route)

Định tuyến bắt buộc ER (Explicit Route) là một tập con của định tuyến ràng

buộc, trong đó sự ràng buộc là đối tượng của tuyến bắt buộc.

Tuyến bắt buộc ER là một danh sách các nút trừu tượng (abstract node) mà

một đường chuyển mạch nhãn ràng buộc CR-LSP phải đi qua. Nút trừu tượng có thể

là một nút (địa chỉ IP) hoặc một nhóm nút (IP prefix hoặc một AS). Nếu ER chỉ qui

định một nhóm trong số các nút mà CR-LSP đi qua thì gọi là tuyến bắt buộc thả lỏng

(loose ER). Ngược lại nếu ER qui định tất cả các nút trên CR-LSP thì gọi là tuyến bắt

buộc nghiêm ngặt (strict ER).

CR-LSP được mã hóa như một chuỗi các chặng tường minh (ER-hop) chứa

trong một cấu trúc Type-Length-Value (TLV) ràng buộc. Mỗi tuyến bắt buộc ER-hop

có thể xác định một nhóm các nút. CR-LSP khi đó bao gồm tất cả các nhóm nút đã

được xác định theo thứ tự xuất hiện trong cấu trúc TLV.

Hình 4.2: Định tuyến bắt buộc

Ở định tuyến này router PE1_AS1 sẽ chỉ ra các đường mà tại đó các gói tin sẽ đi qua

theo từng tunnel và tuỳ theo mức độ ưu tiên , băng thông của đường truyền.

Tại PE1_AS1 sẽ dựa vào giá trị ưu tiên băng thông để chuyển gói tin theo thứ tự bang

thong giảm dần đi qua các tuyến bắt buộc.



May 5, 2013

1.2. Giao thức dành trước tài nguyên RSVP (Resource Reservation Protolcol )

1.2.1. Giới thiệu giao thức RSVP:

RSVP là giao thức báo hiệu đóng vai trò quan trọng trong mạng MPLS, được

sử dụng để dành trước tài nguyên cho một phiên truyền trong mạng Internet. Nó cho

phép các ứng dụng thông báo về các yêu cầu chất lượng dịch vụ ( QoS ) với mạng và

mạng sẽ đáp ứng bằng các thông báo thành công hay thất bại.

RSVP được dùng để cung cấp khả năng vận hành được bảo vệ bằng việc đặt

trước tài nguyên cần thiết tại mỗi máy tham gia vào hỗ trợ luồng lưu lượng. Ví dụ như

truyền hình hội nghị,… Đối với các giao thức IP là giao thức không kết nối nó không

hỗ trợ việc thiết lập các đường cho luồng lưu lượng, trong khi RSVP được thiết kế để

thiết lập các đường truyền cũng như bảo vệ dải thông trên các đường truyền.

RSVP yêu cầu các máy nhận lưu lượng về yêu cầu chất lượng dịch vụ QoS cho

luồng dữ liệu. Các ứng dụng tại máy nhận phải giải quyết các thuộc tính QoS sẽ được

truyền tới RSVP. Sau khi phân tích các yêu cầu này, RSVP được sử dụng để gửi các

bản tin tới tất cả các nút nằm trên tuyến đường của gói tin.

RVSP thao tác với tất cả thủ tục đơn hướng và đa hướng, việc liên mạng ở thời điểm

hiện tại là các giao thức đa hướng.

Thông tin trong RSVP:

- Thông tin phân loại nhờ nó mà các luông lưu lượng với các yêu cầu QoS cụ

thể có thể được nhận biết trong mạng. Thông tin này bao gồm địa chỉ IP phía gửi và

phía nhận, số cổng UDP.

- Chỉ tiêu kỹ thuật của luồng lưu lượng và các yêu cầu QoS, theo khuôn dạng

Tspec ( Trtaffic Specification – đặc tả lưu lượng) và Rspec (Request Specification –

đặc tả yêu cầu) bao gồm các dịch vụ yêu cầu ( có bảo đảm hoặc tải điều khiển ).

RSVP phải mang các thông tin trên từ các máy chủ tới tất cả các tổng đài chuyển

mạch và các bộ định tuyến dọc theo đường truyền từ bộ phát tới bộ thu. Vì vậy, tất cả

các thành phần mạng phải tham gia vào việc đảm bảo các yêu cầu QoS của ứng dụng.



May 5, 2013

RSVP mang thông tin trong đó có hai loại cơ bản là PATH và RESV

(Resevation -Bản tin dành trước) để xác định luồng và các QoS cho luồng. Các yêu

cầu này chỉ ra dịch vụ được bảo vệ, ví dụ tốc độ đính cho luồng dữ liệu, kích thước

cụm. Các bản tin PATH được gửi từ một bộ phát tới một hoặc nhiều bộ thu có chứa

Tspec và các thông tin phân loại do bộ phát cung cấp. Một lý do cho phép có nhiều bộ

thu là RSVP được thiết kế để hỗ trợ multicast. Một bản tin PATH bao giờ cũng được

gửi tới một địa chỉ gọi là địa chỉ phiên, nó có thể là địa chỉ đơn hưóng hoặc đa hướng.

Chúng ta thường xem phiên đại diện cho một ứng dụng đơn, nó được xác nhận bằng

một địa chỉ đích và số cổng đích sử dụng riêng cho ứng dụng.

Khi bộ thu nhận bản tin PATH nó có thể gửi bản tin RESV trở lại cho bộ phát,

bản tin RESV dùng để xác nhận phiên có chứa thông tin về số cổng dành riêng và

Rspec xác nhận mức QoS mà bộ thu yêu cầu. Nó cũng bao gồm một số thông tin xem

xét những bộ phát nào được phép sử dụng tài nguyên đang được cấp phát.

Khi cổng dành riêng được thiết lập, các bộ định tuyến nằm giữa bộ phát và bộ

thu sẽ xác định các gói tin thuộc cổng dành riêng nào nhờ kiểm tra năm trường trong

tiêu đề IP và giao thức truyền tải đó là: địa chỉ nguồn, số cổng nguồn, số giao thức

( UDP,TCP….), địa chỉ đích, số cổng đích. Tập hợp các gói tin được nhận dạng theo

cách này được gọi là luồng dành riêng. Các thông tin trong luồng dành riêng được

khống chế để đảm bảo không phát sinh lưu lượng vượt quá so với thông báo trong

Tspec và được xếp vào hàng đợi phù hợp theo yêu cầu QoS.

Đối với các luồng unicast thì RSVP khá đơn giản. Nó trở nên phức tạp hơn

trong môi trường multicast vì có thể có rất nhiểu bộ nhận dành riêng cổng cho một

phiên đơn và các bộ phận khác nhau có thể yêu cầu các mức Qos khác nhau. Hiện

nay, MPLS chủ yếu tập trung vào các ứng dụng unicast của RSVP.

Một đặc điểm nữa cần phải nhắc đến đối với giao thức này đó là RSVP là giao

thức “ trạng thái mềm”. Nó khác với các loại giao thức khác là trạng thái sẽ tự động

hết hiệu lực sau một thời gian, trừ khi nó được làm tươi theo định kỳ, tức là RSVP sẽ

liên tục gửi các bản tin PATH và RESV để làm tươi các cổng dành riêng. Nếu chúng



May 5, 2013

không được gửi đi trong một khoảng thời gian nào đấy thì cổng dành riêng tự động

huỷ bỏ.

Hình 4.3 Thủ tục báo hiệu trong RSVP.

1.2.2. MPLS – TE hỗ trợ RSVP

RSVP được sử dụng trong mạng MPLS để hỗ trợ chất lượng dịch vụ QoS và

điều khiển lưu lượng. MPLS sử dụng RSVP để cho phép các LSR dựa vào việc phân

loại gói tin theo nhãn chứ không phải theo tiêu đề IP để nhận biết các gói tin thuộc các

luồng của cổng dành riêng. Vì vậy, cần phải có sự kết hợp phân phối giữa các luồng

và các nhãn cho các luồng có các cổng dành riêng RSVP. Ta có thể xem một tập các

gói tin tạo bởi cổng dành riêng RSVP như là một trường hợp riêng của FEC.

Chúng ta định nghĩa một đối tượng RSVP mới là đối tượng Lable được mang

trong bản tin RSVP RESV. Khi một LSR muốn gửi bản tin RESV cho một luồng

RSVP mới, LSR cấp phát một nhãn từ trong tập nhãn rỗi, tại một lối vào trong LFIB



May 5, 2013

của nó với nhãn lối vào được đặt cho nhãn cấp phát và gửi bản tin RESV có chứa

nhãn này.

Khi nhận được bản tin RESV chứa đối tượng Lable, một LSR thiết lập LFIB

của nó với nhãn này là nhãn lối ra. Sau đó, nó cấp phát một nhãn để sử dụng như là

nhãn lối vào và chèn nó vào bản tin RESV trước khi nó gửi đi .

Khi các bản tin RESV truyền đến các LSR ngược, LSP được thiết lập dọc theo

tuyến đường. Khi các nhãn được cung cấp trong các bản tin RESV, mỗi LSR có thể dễ

dàng kết hợp các tài nguyên QoS phù hợp với LSR. Việc thiết lập cho một luồng dành

riêng RSVP là chỉ có bộ định tuyến đầu tiên trong LSP liên quan tới việc xem xét các

gói tin thuộc luồng dành riêng nào. Điều này cho phép RSVP được áp dụng trong môi

trường MPLS theo cách mà nó không thể thực hiện được trong mạng IP truyền thống.

Theo quy ước thì các cổng dành riêng RSVP chỉ có thể tạo những luồng ứng dụng

riêng lẻ, tức là những luồng ứng dụng được xác định nhờ vào 5 trường tiêu đề như đã

đề cập ở trên. Tuy nhiên cũng có thể đặt cấu hình của bộ định tuyến để chọn các gói

dựa trên một số tiêu chuẩn ví dụ định tuyến có thể xem xét các tiền tố ứng với cùng

một đích và đặt chúng vào LSP. Vì vậy, thay vì có một LSP cho mỗi luồng ứng dụng

riêng, một LSP có thể cung cấp QoS cho nhiều luồng lưu lượng. Do vậy, đặc tính này

có thể áp dụng cho khả năng cung cấp (đường ống) với băng thông đảm bảo yêu cầu

cho một đường thuê bao thay vì phải sử dụng nhiều đường thuê bao riêng để có được

cùng giải thông như trên. Điều này rất hữu dụng với các công ty lớn muốn có nhiều

kết nối với các công ty khác mà chỉ sử dụg một đường thuê bao nhằm giảm bớt sự

phức tạp trong việc quản trị cũng như điều khiển lưu lượng, ở đây một lưu lượng lớn

cần được gửi dọc theo các LSP với băng thông đủ để tải lưu lượng.

Để hỗ trợ một số cách sử dụng tăng cường của RSVP, MPLS định nghĩa một

đối tượng RSVP mới có thể mang trong bản tin PATH là đối tượng Lable Request.

Bản tin này đã đề cập trong phần các bản tin LDP. Đối tượng này thực hiện 2 chức

năng:



May 5, 2013

+ Thứ nhất: Nó được sử dụng để thông báo cho một LSR tại phía cuối của

LSP gửi RESV trở về để thiết lập LSP. Điều này hữu ích cho việc thiết lập các LSP

site-to-site.

+Thứ hai: Khi LSP được thiết lập cho một tập các gói tin, không chỉ là một

luồng ứng dụng riêng, đối tượng chứa một trường để xác định giao thức lớp cao hơn

sẽ sử dụng LSP. Trường này được sử dụng tương tự như mã phân kênh để xác định

giao thức lớp cao hơn (Ipv4, IPX,….) vì vậy sẽ không có trường phân kênh trong tiêu

đề MPLS nữa.

Do vậy, một LSP có thể cần được thiết lập cho mỗi giao thức cao hơn nhưng

không giới hạn những giao thức nào được hỗ trợ. Đặc biệt là không yêu cầu các gói

tin mang trong LSP sử dụng giao thức RSVP phải là các gói tin IP.

Hình 4.3.2 : Điều khiển hộ trợ RSVP trong MPLS

1.2.3. Giao thức RSVP-TE (RSVP Traffic Engineering)

RSVP có một số cơ chế cần thiết để thực hiện báo hiệu phân phối nhãn nhằm

ràng buộc định tuyến. IETF đã chuẩn hóa phần mở rộng kỹ thuật lưu lượng RSVP-TE,

định nghĩa các ứng dụng của RSVP-TE như hỗ trợ phân phối nhãn theo yêu cầu để

cấp phát tài nguyên cho các LSP định tuyến tường minh. Tổng kết cách dùng RSVP-

TE để hỗ trợ tái định tuyến “make-before-break”, theo dõi đường thực sự được chọn

qua chức năng ghi tuyến cũng như hỗ trợ ưu tiên và lấn chiếm.

Nguyên lý chức năng của RSVP là thiết lập các dự trữ cho luồng gói đơn

hướng. Các bản tin RSVP thường đi theo con đường hop-by-hop của định tuyến IP



May 5, 2013

nếu không hiện diện tùy chọn tuyến tường minh (explicit route). Các router hiểu

RSVP dọc theo đường có thể chặn và xử lý bất cứ bản tin nào. RFC 2205 định nghĩa 3

kiểu bản tin RSVP: thiết lập dự trữ (reservation setup), tear down và error. RSVP-TE

cũng định nghĩa thêm bản tin HELLO.

MPLS có ý nghĩa chiến lược đối với kỹ thuật lưu lượng vì nó có thể cung cấp hầu hết

các chức năng hiện có ở một mô hình chồng phủ nhưng theo cách tích hợp với chi phí

thấp. Điều quan trọng là MPLS còn đề xuất khả năng tự động hóa các chức năng kỹ

thuật lưu lượng.

1.3. Trung kế lưu lượng và các thuộc tính

Ở phần trên ta đã tìm hiểu các MPLS hoạt động ,cách phân phối nhãn và dành trước

tài nguyên mạng. trong phần này ta tiếp tục xem xét các thuộc tính trung kế để MPLS

có thể điều khiển lưu lượng 1 cách tối ưu và đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS

1.3.1. Khái niệm trung kế lưu lượng (traffic trunk)

MPLS giới thiệu khái niệm trung kế lưu lượng để thực hiện các mục tiêu kỹ thuật

lưu lượng. Trung kế lưu lượng đơn giản là một tập hợp các luồng dữ liệu chia sẽ một

số thuộc tính chung nào đó.

Thuộc tính này có thể là lưu lượng chia sẻ cùng một điểm vào và một điểm ra.

Các đặc tính phức tạp của luồng dữ liệu như băng thông, các yêu cầu về độ

trễ…

Các thuộc tính này có thể được tăng lên bằng cách xác định các trung kế riêng

rẽ cho các loại dịch vụ khác nhau

Trung kế lưu lượng là đơn hướng.



May 5, 2013

Hình 4.4 – Các đường trung kế lưu lượng.

1.3.2. Các thuộc tính của trung kế lưu lượng

Để xây dựng và duy trì trung kế lưu lượng, người ta tìm cách mô hình hoá nó

bằng các tham số. Một thuộc tính là một tham số được gán và có ảnh hưởng đến các

đặc trưng hành vi của trung kế lưu lượng. Các thuộc tính có thể được gán cụ thể thông

qua hành động quản trị hoặc được gán ngầm ẩn bởi các giao thức bên dưới khi các gói

được phân loại và ánh xạ vào FEC tại lối vào miền MPLS. Thực tế, một trung kế lưu

lượng có thể đặc trưng hoá bởi:

LSR lối vào và LSR lối ra của trung kế lưu lượng.

Tập các FEC được ánh xạ vào trung kế lưu lượng.

Một tập các thuộc tính nhằm xác định các đặc trưng hành vi của trung

kế.

Hai vần đề cơ bản có ý nghĩa đặc biệt là: Tham số hoá các trung kế lưu lượng và

những quy luật sắp đặt và duy trì đường dẫn cho các trung kế lưu lượng.

Thuộc tính tham số lưu lượng (traffic parameter):

Đặc tả lượng băng thông yêu cầu bởi trung kế lưu lượng. Các đặc điểm lưu

lượng bao gồm tốc độ đỉnh, tốc độ trung bình, kích thước cụm cho phép.

Các tham số lưu lượng rất quan trọng vì nó chỉ ra các yêu cầu về tài nguyên



May 5, 2013

của trung kế.

Thuộc tính lựa chọn và quản lý đường.

Là các tiêu chuẩn lựa chọn và duy trì đường dẫn cho trung kế lưu lượng.

Các thuộc tính cơ bản và các đặc trưng hành vi liên quan đến chọn đường

và quản lí đường cho trung kế lưu lượng được mô tả sau đây:

Đường bắt buộc quản trị (Tunnel): được cấu hình bởi nhà điều hành.

Một đường gọi là đặc tả toàn bộ nếu chỉ ra các hop yêu cầu giữa hai

endpoint. Đặc tả một phần là nếu chỉ có một tập con các hop trung

gian được chỉ thị.

Phân cấp các ưu tiên đa đường ( Prority): khi thiết lập đường, các luật

ưu tiên được áp dụng để chọn ra đường thích hợp từ danh sách đề cử.

Trong tình huống có sự cố thì các luật ưu tiên này cũng được dùng để

chọn một đường thay thế từ danh sách đề cử.

Thuộc tính quan hệ (Affinity) lớp tài nguyên: Cho phép nhà quản trị

mạng áp dụng các chính sách chọn đường để chấp nhận hoặc loại bỏ

các liên kết. Mỗi liên kết được chỉ định một thuộc tính lớp tài nguyên.

Quan hệ lớp tài nguyên là một chuỗi 32 bit kết hợp với mặt nạ lớp tài

nguyên 32 bit.

Thuộc tính thích ứng : Chỉ ra xem trung kế lưu lượng có nên được tái

tối ưu hóa và định tuyến lại trên một đường khác hay không khi có

sự thay đổi tài nguyên.

Thuộc tính ưu tiên / lấn chiếm (Prority/Preemtion): Đóng vai trò quan trọng

trong các tình huống tranh chấp khi có nhiều trung kế cùng cạnh tranh tài

nguyên. Có 2 loại độ ưu tiên được chỉ định cho trung kế:

Ưu tiên thiết lập (priority) : chỉ ra tầm quan trọng của trung kế lưu

lượng và xác định thứ tự mà việc chọn tuyến được thực hiện khi thiết lập

kết nối hoặc tái định tuyến khi xảy ra lỗi.

Độ ưu tiên cầm giữ (holding priority): xác định quyền lấn chiếm

của các trung kế cạnh tranh và đặc tả độ ưu tiên cầm giữ tài nguyên.

Thuộc tính này xác định xem trung kế này có thể lấn chiếm trung kế khác



May 5, 2013

hay không. Việc lấn chiếm có thể được sử dụng để đảm bảo rằng các

trung kế có độ ưu tiên cao được định tuyến trên những con đường thuận

lợi trong môi trường phân biệt dịch vụ. Lấn chiếm cũng được sử dụng để

thực hiện các chính sách hồi phục ưu tiên hóa khác nhau sau khi xảy ra lỗi.

Thuộc tính đàn hồi: Xác định các hành động của trung kế khi xảy ra lỗi và có

thể đặc tả:

Không tái định tuyến trung kế lưu lượng.

Tái định tuyến trên đường đáp ứng yêu cầu tài nguyên.

Tái định tuyến đến bất kì đường nào không quan tâm đến tài

nguyên liên kết.

Thuộc tính khống chế (Policing) : thuộc tính khống chế xác định những hoạt

động được thực hiện khi một trung kế lưu lượng không tuân thủ mức dịch vụ

đã đặc tả ở các tham số lưu lượng,

1.3.2.1. Các hoạt động trên trung kế lưu lượng

Là các tiến trình khác nhau xảy ra trong thời gian tồn tại của một trung kế lưu

lượng:

Establish : Tạo ra các trung kế lưu lượng bằng cách lựa chọn LSP, chỉ định

nhãn và quan trọng nhất là chỉ định tài nguyên cho trung kế.

Activate : Làm cho trung kế lưu lượng bắt đầu hoạt động bằng cách sử dụng

một vài chức năng định tuyến để đưa lưu lượng vào trung kế.

Deactivate : Dừng chuyển dữ liệu bằng trung kế bằng cách sử dụng chức

năng định tuyến và ngừng đưa dữ liệu vào trung kế.

Modified Attributes : Thay đổi các đặc điểm của trung kế lưu lượng (ví dụ

như băng thông khả dụng).

Reroute : Chọn một con đường đi khác cho trung kế lưu lượng.

Destroy : Loại bỏ hoàn toàn trung kế lưu lượng và thu hồi tất cả các tài

nguyên được cấp phát cho nó.



May 5, 2013

1.4. Cách thiết lập đường ràng buộc (tunnel)

1.4.1. Thuộc tính tài nguyên liên kết

Router tại đầu nguồn (head-end) của một trung kế phải nắm được thông tin thuộc

tinh tài nguyên của tất cả các liên kết trong mạng để tính toán đường LSP. Điều này

chỉ có thể đạt được bằng cách sử dụng các giao thức định tuyến Link-state (như IS-IS

hay OSPF) vì chỉ có kiểu giao thức này mới quảng bá thông tin về tất cả các liên kết

đến tất cả các router. Vì vậy, OSPF và IS-IS được mở rộng để hỗ trợ MPLS-TE:

IS-IS có các trường type-length-value mới để đính kèm các thông tin này trong

các thông báo PDU Link-State của nó.

OSPF có các định nghĩa thông báo Link-State mới (kiểu 10 LSA)

Một khi router đầu nguồn nhận được các thông báo này nó không chỉ biết được

topology mạng mà còn biết được thông tin tài nguyên khả dụng của từng liên kết.

Điều này rất cần thiết để tính toán các đường thỏa mãn các đòi hỏi của trung kế lưu

lượng.

Hình 4.5 - LSA loại 10 trong bản tin OSPF.



May 5, 2013

Hình 4.5.2 - TLV 135 trong bản tin của IS-IS.

Hệ số cấp phát cực đại

Trong các thuộc tính tài nguyên liên kết, quan trọng nhất là hệ số cấp phát cực

đại. Thuộc tính này đề cập đến băng thông còn lại trên mỗi liên kết. Hơn thế nữa, do

có nhiều mức ưu tiên cho trung kế, thông tin này cần được cấu hình cho mỗi mức ưu

tiên. Có 3 thành phần trong thuộc tính này:

Băng thông cực đại: Cung cấp thông tin về băng thông cực đại có thể được

sử dụng trên mỗi liên kết theo mỗi hướng. Tham số này thường được thiết

lập là băng thông được cấu hình trên mỗi liên kết.

Băng thông dự trữ tối đa: Cung cấp thông tin băng thông dự trữ tối đa, mặc

định được thiết lập ở mức 75% băng thông tối đa.

Băng thông chưa được dự trữ: Cung cấp thông tin về băng thông còn lại

chưa được dự trữ.

Lớp tài nguyên (Resource - Class)

Thuộc tính lớp tài nguyên của một liên kết là một chuỗi 32 bit dùng để kết hợp với

thuộc tính Affinity của để bao gồm hay loại trừ một liên kết (link) đó trên đường của trung

kế lưu lượng.



May 5, 2013

Hình 4.5.3 Minh họa cách dùng bit Affinity và Resource-Class

TE metric:

Mỗi liên kết (link) có một cost hoặc metric để tính toán định tuyến trong hoạt

động của IGP. TE metric là một trọng số quản trị được gán cho các liên kết (link) để

tính toán LSP cho các trung kế lưu lượng. Giá trị TE metri mặc định bằng IGP cost

của link. Router đầu nguồn sử dụng TE metric để định tuyến ràng buộc.

1.4.2. Tính toán LSP ràng buộc (CR-LSP)

LSP cho một trung kế lưu lượng có thể được khai báo tĩnh hoặc tính toán động.

Việc tính toán sẽ xem xét đến tài nguyên khả dụng, các thuộc tính liên kết (link) và cả

các trung kế khác vì vậy nó có tên gọi là tính toán ràng buộc. Kết quả của việc tính

toán này là tìm ra một chuỗi các địa chỉ IP đại diện cho các hop trên đường LSP giữa

đầu đầu và đầu cuối của trung kế lưu lượng. Sau đó thực hiện báo hiệu LSP và hoàn

thành việc thiết lập đường bằng các giao thức báo hiệu cho MPLS như RSVP-TE.

Tiến trình tính toán đường ràng buộc (CR-LSP) luôn luôn được thực hiện tại đầu

nguồn trung kế lưu lượng và nó được kích hoạt là do những nguyên nhân như sau:

o Một trung kế lưu lượng mới xuất hiện.

o Một trung kế đang tồn nhưng thiết lập LSP thất bại.

o Tái tối ưu hóa một trung kế đang tồn tại.

1.4.2.1. Quảng bá thuộc tính của liên kết (link)

LSR đầu nguồn (head end LSR) phải nắm được các thuộc tính tài nguyên của tất

cả các liên kết (link) trong mạng để tính toán đường LSP. Và các LSR chỉ có thể thực

hiện được việc này bằng cách sử dụng các giao thức định tuyến trạng thái liên kết

(link-state routing protocol) như là IS-IS hay OSPF, vì chỉ có giao thức định tuyến này



May 5, 2013

mới quảng bá thông tin về tất cả các tuyến liên kết (link) đến tất cả các router trong

mạng. Do đó mà IS-IS và OSPF được mở rộng để phù hợp với môi trường hoạt động

của MPLS-TE:

IS-IS có các trường Type-Length-Value mới (kiểu 22 TLV) để đính kèm các

thông tin này trong các thông báo PDU link-state của nó.

OSPF có các định nghĩa thông báo Link-state mới ( kiểu 10 LSA). Việc sử

dụng OSPF cho mạng MPLS là một nổ lực mới và mũi nhọn của IETF

Working groups.

Sự cải tiến thao thức OSPF và IS-IS:

Một nút mạng có thể tiến hành định tuyến bằng giao thức CSPF cần phải có những

thông tin không chỉ là trạng thái của đường dẫn mà còn những đặc tính khác nhau,

chẳng hạn như băng thông chưa được sử dụng. Dựa vào những thông tin này, một nút

mạng xét xem đường dẫn có vi phạm yêu cầu ràng buộc đặt ra hay không. Giải pháp

được đưa ra là cải tiến các giao thức định tuyến như OSPF và IS-IS.

Trước đây, OSPF chỉ mang thông tin về trạng thái đường truyền thì nay với giao

thức OSPF thông tin về đặc tính của đường dẫn được mang trong thành phần Opaque

LSA (Opaque Link State Advertisement). Còn đối với giao thức IS-IS, thành phần

chứa thông tin này là LSP (Link State Packet). Thông tin bao gồm một tập hợp các

thành phần type-length-value, mỗi thành phần là một đặc tính xác định của đường

truyền.

Như đã đề cập ở trên, khi thiết lập một LSP yêu cầu phải có sự dành sẵn tài nguyên

trên toàn bộ đường truyền đó và vì vậy sẽ có sự thay đổi về đặc tính của đường truyền.

Khi có sự thay đổi như vậy, nút mạng mà đường dẫn kết nối vào sẽ thực hiện quá trình

quảng bá thông tin này đến tất cả các nút mạng. Điều này dẫn đến một số lượng lớn

thông tin cập nhật lại bảng định tuyến đi trong mạng gây nên tình trạng quá tải. Hiện

tượng này sẽ ảnh hưởng không tốt đến hiệu suất hoạt động của mạng nên một số

ngưỡng đã được đặt ra để tránh không xảy ra tình trạng nói trên. Ví dụ sự thay đổi của

băng thông chưa được sử dụng của đường dẫn chỉ được thông báo khi nó vượt qua

một giá trị ngưỡng qui định từ trước. Cả hai giao thức OSPF và IS-IS đều có những kỹ



May 5, 2013

thuật thực hiện việc qui định một giới hạn để căn cứ vào đó một nút mạng tiến hành

quảng bá thông tin liên quan đến một đường dẫn.

Trở lại vấn đề quảng bá các thuộc tính liên kết (link), một khi LSR đầu nguồn

(head-end LSR) nhận được các thông báo này thì nó không chỉ biết được mô hình

(topology) mạng mà còn biết được thông tin tài nguyên khả dụng của từng liên kết

(băng thông). Điều này rất cần thiết cho việc tính toán các đường thỏa mãn các yêu

cầu trung kế lưu lượng.

Các giao thức IGP sẽ quảng bá các thuộc tính tài nguyên trong các trường hợp như

sau:

Khi liên kết (link) thay đổi trạng thái (ví dụ :up, down,….).

Khi tham gia thiết lập một LSP nhưng không thành công.

Theo một thời gian định trước (timer), router sẽ kiểm tra các thuộc tính tài

nguyên và thực hiện quảng bá thông tin cập nhật.

Khi lớp tài nguyên của liên kết (link) thay đổi do thực hiện việc tái cấu hình

bằng tay hoặc do băng thông khả dụng biến động qua các ngưỡng đặt trước.

1.4.2.2. Quá trình tự thực hiện giải thuật chọn đường

Việc chọn đường cho một trung kế lưu lượng sử dụng trọng số “TE cost” cảu mỗi

liên kết (link) riêng biệt. Mặc định thì trọng số “TE cost” này bằng với metric IGP của

liên kết (link). Giải thuật chọn đường ràng buộc được thực hiện theo các bước sau:

- Cắt bỏ các liên kết có lớp tài nguyên (resource-class) bị loại do phép tính

Affinity ra khỏi mô hình mạng (topology).

- Tiếp theo là cắt bỏ các liên kết có băng thông dự trữ không đủ theo yêu cầu của

trung kế.

- Thực hiện giải thuật tìm đường đi ngắn nhất (ví dụ thuật toán tìm đường ngắn

nhất Dijktra) để tìm đường có tổng “TE cost” nhỏ nhất trên phần mạng còn lại

sau khi đã cắt bỏ các liên kết (link) không đạt yêu cầu.



May 5, 2013

Sau khi thực hiện các bước nêu trên mà vẫn còn nhiều đường ứng cử (candidate paths)

cho LSP ( do các đường này có tổng “TE cost” bằng nhau) thì tiếp theo đường sẽ được

chọn theo tiêu chuẩn sau:

Đường có băng thông tối thiểu cao nhất.

Đường có số hop (chặng) nhỏ nhất.

Chọn lựa ngẫu nhiên.

Khi đã chọn được LSP thì giao thức RSVE được sử dụng để dành trước băng thông

thực sự, để phân phối các nhãn cho đường và hoàn thành việc thiết lập đường LSP.

1.4.3. Phát hiện và ngăn vòng lặp trong MPLS

Vòng lặp có thể xảy ra đối với các gói dữ liệu điều khiển LSP làm cho LSP

không thể được thiết lập hoặc xảy ra trong gói dữ liệu MPLS làm cho gói không đến

được đích và làm tràn ngập mạng.

Để tránh vòng lặp, MPLS dạng khung (frame-mode) sẽ làm tương tự như IP

bằng cách sử dụng trường TTL trong tiêu đề chèn thêm ( shim header). Giá trị này sẽ

bị giảm dần khi qua mỗi hop (chặng) và gói tin sẽ bị hủy nếu giá trị của nó về 0.

MPLS dạng tế bào (cell-mode) như ATM không có trường TTL, người ta cấu hình để

giới hạn không gian bộ đệm tiêu thụ của một kênh ảo. Nếu vòng lặp xảy ra thì nó chỉ

có thể tiêu tốn tối đa lượng bộ đệm mà nó được giới hạn. Chuyển mạch vẫn có thể

hoạt động bình thường đối với các vòng lặp phát sinh do cấu hình sai, còn các vòng

lặp ngắn hạn do trạng thái mạng thay đổi sẽ bị phá vỡ khi mạng đạt đến trạng thái hội

tụ.

Có hai cách để phát hiện và ngăn vòng lặp:

Cách thứ nhất là thông báo đường đi (path vector diffusion). Vòng lặp được

ngăn chặn bằng danh sách các địa chỉ LSR mà bản tin yêu cầu nhãn đã đi qua.

LSR nhận được sẽ thêm địa chỉ của nó vào vector trước khi gửi bản tin yêu cầu

nhãn cho chặng kế. Nếu một LSR thấy địa chỉ của nó trong danh sách này, nó

sẽ ngăn việc xây dựng LSP đang bị vòng lặp này.



May 5, 2013

Cách thứ hai là đánh dấu tuyến (colored thread). Phương pháp này được dùng

khi thiết lập LSP theo cách cấp phát nhãn theo yêu cầu xuôi dòng. Mỗi một

tuyến sẽ được đánh dấu một màu khác nhau. Do đó, các LSR trung gian khi

gặp bản tin yêu cầu nhãn có màu này sẽ kết luận rằng con đường đó đã bị vòng

lặp và kích hoạt ngưng xây dựng LSP này và đợi một khoảng thời gian cho đến

khi bảng định tuyến ổn định.

Ngoài ra, các thông điệp yêu cầu và đáp ứng của LDP và TDP còn dùng phương pháp

đếm hop hoạt động tương tự như TTL để tránh vòng lặp.

1.4.4. Tái tối ưu hóa

Các đặc trưng và trạng thái mạng biến động theo thời gian. Ví dụ như các tài

nguyên đã cấp phát được thu hồi lại, các tài nguyên mới trở nên khả dụng, các tài

nguyên bị lỗi được tái kích hoạt. Do đó, các trung kế lưu lượng tối ưu được thiết lập

trước đó có thể không còn tối ưu nữa. Vì thế, muốn duy trì mạng luôn ở trạng thái tối

ưu nhất thì phải thực hiện tái tối ưu hóa (re-optimization). Tái tối ưu hóa LSP là một

chức năng quan trọng của MPLS - TE.

Có một khía cạnh quan trọng của bất cứ thiết kế mạng MPLS-TE nào liên quan

tới tái tối ưu hóa đó là khi nào và bao lâu một lần thì việc tính toán tái tối ưu hóa được

thực hiện? Một router Cisco dựa trên nhiều sự kiện để thực hiện việc tái tối ưu hóa

LSP, có các trường hợp như sau:

Tái tối ưu hóa nhân công (Manual reoptimization): một lệnh được đưa

ra cho router đầu nguồn (head-end router) để thực hiện tính toán tái tối ưu

TE LSP mà nó đang làm router đầu nguồn. Nếu có một đường tối ưu hơn

LSP hiện tại thì TE LSP sẽ được tái tối ưu hóa theo cơ chế “make-before-

break”.

Tái tối ưu hóa dựa trên timer định thời (Timer-based reoptimization):

một timer định thời được cấu hình ở router đầu nguồn (head-end router).

Sau khi hết khoảng thời gian định trước này thì router đầu nguồn này bắt

đầu tính toán lại để tìm đường LSP nào tối ưu nhất.



May 5, 2013

Tái tối ưu hóa điều khiển theo sự kiện (Event-driven reoptimization):

trong một vài trường hợp thì tái tối ưu thực hiện theo các sự kiện đặc biệt

diễn ra trong mạng. Ví dụ như có một tuyến liên kết (link) nào đó được

phục hồi và điều này mang lại một lượng băng thông khả dụng trong mạng,

do đó các route đầu nguồn phải tính toán lại đường LSP nào tối ưu nhất.

Điều này giúp cho mạng tránh được tình trạng bất ổn.

Thông qua các cơ chế vừa nêu, nếu MPLS-TE thấy xuất hiện đường cho LSP tối ưu

hơn đường hiện tại đang được sử dụng thì:

Đầu tiên, LSR đầu nguồn sẽ có gắng thông báo thiết lập LSP mới tối ưu hơn

LSP hiện tại.

Nếu việc thiết lập LSP mới thành công thì LSP cũ sẽ được thay thế bằng LSP

mới tối ưu hơn.

MPLS-TE thực hiện cơ chế “make-before-break” để đảm bảo việc thiết lập LSP mới

tối ưu hơn LSP hiện tại không gây ra sai hỏng dịch vụ. Do đó, trong quá trình thiết lập

LSP mới thì LSP cũ vẫn được sử dụng, cho đến khi LSP mới được xây dựng xong thì

mới chuyển toàn bộ trung kế lưu lượng từ LSP cũ sang LSP mới.



May 5, 2013

Hình 4.5.4 – Tái tối ưu một LSP.

Trong mô hình mạng như hình 4.10 thì tất cả các tuyến liên kết (link) đều có IGP

metric là 1, băng thông khả dụng là 10Mbps ( trừ đường R4-R5 là 15Mbps). Theo như

hình 3.9 ta thấy đầu tiên đường TE LSP là đường T1, đó là đường ngắn nhất giữa R1

và R5 (3Mbps) tuân theo băng thông ràng buộc, đó là đường R1R2R3R4R5. Ngay lập

tức, R6 cũng báo hiệu đường T2 (R6R2R7R8R4R5) là TE LSP từ R6 tới R5 (8Mbps),

đây cũng là đường đi ngắn nhất cung cấp băng thông 8Mbps. Vì vậy, tại thời điểm T0

cà hai đường T1 và T2 đều hoạt động. Sau đó, tại thời điểm T1, đường TE LSP

T1(R1R2R3R4R5) ngưng hoạt động và nó giải phóng một lượng băng thông là

3Mbps. Khi đó, R6 thực hiện quá trình đánh giá lại đường tối ưu nhất để tối ưu TE

LSP và nó phát hiện ra rằng có một con đường tối ưu hơn (đường ngắn nhất) tồn tại

giữa R5 và R6 đó là đường R6R2R3R4R5. Và nó thực hiện tái định tuyến để tối ưu

đường LSP giữa R6 và R5. Đây là một ví dụ cơ bản để làm rõ hơn khái niệm tái tối ưu

trong MPLS - TE.



May 5, 2013

1.4.5. MPLS-TE và cân bằng tải

Cân bằng tải cũng là một khái niệm rất quan trọng trong kỹ thuật lưu lượng.

Cân bằng tải là khả năng chia tải lưu lượng (traffic – load) giữa hai router qua nhiều

đường khác nhau. Trong định tuyến IP, các đường đó phải có cost bằng nhau (trừ giao

thức định tuyến EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol)) và tải chia sẻ

trên các đường này cũng bằng nhau. Chính xác hơn là có hai phương pháp thực hiện

cân bằng tải trong định tuyến IP đó là cân bằng tải trên mỗi gói tin (load balancingper-

packet) và cân bằng tải trên mỗi đích đến (per-destination).

Đối với cân bằng tải trên mỗi gói tin, thuật toán cân bằng tải thực hiện việc chi

tải bằng nhau một cách nghiêm ngặt trên tất cả các đường.

Đối với cân bằng tải trên mỗi đích đến thì các gói thuộc các luồng giống nhau

luôn luôn đi theo một đường giống nhau. Do đó, ở phương pháp này thì có thể tải giữa

các đường không bằng nhau một cách chính xác.

Lý do tải lưu lượng được chia trên những đường có cost bằng nhau trong định

tuyến IP là để tránh thông tin định tuyến vòng lặp (routing loop). Thật vậy, nếu không

có sự phát triển của các kỹ thuật định tuyến IGP, thì nếu như các gói được phân phối

giữa các đường có cost không bằng nhau thì một số gói sẽ được gửi ngược trở lại các

router dọc theo đường đi của chúng.

Ngược lại, MPLS có sự mềm dẻo hơn. Thứ nhất, router đầu nguồn thiết lập

nhiều TE LSP đến một đích xác định, có thể các đường đó có cost không bằng nhau.

Việc này sẽ không gây ra định tuyến vòng lặp (routing loop) vì tất cả các gói được

chuyển mạch nhãn trên tất cả các TE LSP trong sự đồng thuận với các tuyến đường

tường minh ngay tại thời điểm thiết lập các LSP. Thứ hai, các TE LSP khác nhau có

thể có các đặc điểm khác nhau. Ví dụ, nếu hai TE LSP được thiết lập giữa R1 và R2,

mỗi đường có băng thông lần luợt là 10 Mbps và 20Mbps. Router đầu nguồn R1 chia

sẻ tải giữa hai đường LSP cân xứng với băng thông tương ứng của mỗi đường (gói tin

được gửi nhiều gấp hai lần ở đường 20Mbps so với đường 10Mbps). Lưu ý là các kỹ

thuật cân bằng tải lưu lượng của mạng IP (mỗi gói,mỗi đích đến: per - packet, per –

destination) cũng được áp dụng cho mạng MPLS.



May 5, 2013

1.4.6. Bảo vệ và khôi phục đường

MPLS là mô hình mạng hybrid được thiết kế để hoạt động trên nền IP. Hoạt động của

MPLS gắn chặt với các giao thức định tuyến nên trong đề tài này chỉ đề cập tới vấn đề

khôi phục trong MPLS dựa trên lớp mạng.

Cơ chế bảo vệ và khôi phục đường trong MPLS cung cấp dịch vụ tin cậy cho

việc chuyển tải lưu lượng trong mạng MPLS và tái định tuyến lưu lượng qua một

đường chuyển mạch nhãn LSP. Trong phần này, chúng ta cần lưu ý một số khái niệm

sau :

Đường làm việc: Là đường chuyển tải trung kế lưu lượng trước khi xảy ra lỗi.

Đây là đường được bảo vệ bởi cơ chế khôi phục.

Đường khôi phục: Là đường mà trung kế lưu lượng sẽ được tái định tuyến sau

khi lỗi xảy ra, được thiết lập để bảo vệ cho đường làm việc.

PSL (Path Switch LSR): Là LSR đứng trước vị trí lỗi trên đường làm việc chịu

trách nhiệm chuyển mạch hoặc tái tạo lưu lượng sang đường khôi phục.

PML (Path Merge LSR): Là LSR điểm cuối của đường khôi phục, có tác dụng

trộn luồng dữ liệu từ đường làm việc sang đường bảo vệ.

POR (Point of Repair) là LSR đảm nhận việc sửa chửa LSP bị sự cố. POR có

thể là PSL hoặc PML.

FIS (Fault Indication Signal): Là bản tin chỉ thị có lỗi xảy ra trên đường, được

chuyển tiếp bởi các LSR trung gian cho khi nó đến được POR. FIS được phát

định kỳ bởi các nút cận kề vị trí lỗi.

FRS (Fault Recovery Signal) là tín hiệu báo hiệu đường đã được khôi phục trở

lại.

MPLS Protection Domain là một miền MPLS mà các LSR đều được thiết lập

cơ chế bảo vệ.

Bypass Tunnel là một đường khôi phục có cùng PSL và PML với đường làm

việc



May 5, 2013

Revertive Mode là chế độ hoạt động mà đường làm việc chính sẽ được sử dụng

lại khi được phục hồi.

1.4.6.1. Phân loại cơ chế bảo vệ khôi phục

Bảo vệ toàn cục và bảo vệ cục bộ

Bảo vệ toàn cục là bảo vệ mà trong đó LER phía nguồn đóng vai trò là PSL và

POR, nhận tín hiệu FIS từ nút phát hiện lỗi. Đường phục hồi và đường làm việc trong

trường hợp này là tách biệt hoàn toàn.

Bảo vệ cục bộ là loại bảo vệ mà trong đó điểm phát hiện lỗi đóng vai trò là PSL và

cũng có thể cũng là POR nếu được cấu hình tương ứng. Có hai loại bảo vệ cục bộ là

bảo vệ liên kết và bảo vệ nút.

Bảo vệ liên kết

Mục đích của bảo vệ liên kết LSP là để bảo vệ một LSP khỏi lỗi liên kết cụ thể.

Đường LSP dự phòng tách rời khỏi đường LSP chính tại các liên kết yêu cầu bảo vệ.

Khi liên kết được bảo vệ hỏng, lưu lượng trên LSP chính sẽ được chuyển sang LSP dự

phòng tại điểm đầu của liên kết lỗi.

Hình 4.5.5 - Bảo vệ liên kết.

Khi liên kết được bảo vệ hỏng, bản tin PATH_ERR và các cơ chế trạng thái

liên kết IGP được sử dụng để thông báo cho headend. Một cờ đặc biệt trong bản tin

PATH_ERR liên kết hỏng có 1 đường dự phòng.



May 5, 2013

Tái định tuyến với đường hầm được cấu hình trước hầu như rất nhanh. Quá

trình chỉ diễn ra trong khoảng 50ms và độ trễ chỉ là thời gian xác định liên kết lỗi và

chuyển mạch sang đường dự phòng (bao gồm cả việc xử lí nhãn).

Khi liên kết R2-R4 bị lỗi lưu lượng sẽ được tái định tuyến sang đường hầm dự

phòng NHOP R2-R3-R4

Bảo vệ nút

Mục đích của bảo vệ nút là để bảo vệ LSP khi xảy ra lỗi nút. Trong bảo vệ nút,

đường LSP dự phòng tách rời khỏi khỏi LSP chính tại các nút cụ thể được bảo vệ. Khi

nút bị lỗi, lưu lượng trên đường LSP chính sẽ được chuyển sang đường LSP dự phòng

tại nút upstream kết nối trực tiếp với nút bị lỗi.

Hình 4.5.6 - Bảo vệ nút.

LSP dự phòng bỏ qua nút next-hop trên đường LSP chính. Các đường LSP dự phòng

này thường được gọi chung là đường hầm dự phòng next-next-hop (NNHOP) vì

chúng kết cuối tại nút theo sau nút next- hop trên đường LSP chính. Khi xảy ra lỗi,

đường hầm dự phòng NNHOP nút trước nút bị lỗi tái định tuyến lưu lượng trên đường

LSP chính sang NNHOP vì vậy bỏ qua nút next-hop bị lỗi. Đường hầm dự phòng

NNHOP cũng cung cấp bảo vệ liên kết bởi vì chúng bỏ qua các liên kết bị lỗi đi cùng

với nút đó.



May 5, 2013

1.4.6.2. Tái định tuyến và chuyển mạch bảo vệ

Tái định tuyến là chế độ mà khi phát hiện được lỗi xảy ra nhờ vào FIS, POR sẽ

tìm đường mới nhờ vào các giao thức định tuyến. Sau khi tìm được đường đi, PSL sẽ

chuyển sang đường mới.

Chuyển mạch bảo vệ có cơ chế hoạt động gần giống với tái định tuyến bảo vệ

chỉ khác ở chỗ đường bảo vệ đã được tính toán trước đó. Chính vì điều này làm cho

phương pháp này tốn ít thời gian để khôi phục hơn phương pháp tái định tuyến bảo vệ.

Mô hình MAKAM

Đây là mô hình bảo vệ và khôi phục MPLS đơn giản nhất. Nó cung cấp cơ chế

bảo vệ toàn cục cho một LSP bằng cách thiết lập đường khôi phục giữa ingress-LSR

và egress-LSR. Đường làm việc và khôi phục tách rời nhau cả về liên kết và nút. Khi

phát hiện lỗi ở bất kỳ vị trí nào trên đường làm việc, tín hiệu FIS được dùng để chuyển

thông báo lỗi về cho ingress-LSR (PSL). Ingress-LSR sẽ thực hiện chuyển mạch lưu

lượng sang đường khôi phục. Mô hình này hỗ trợ cả đường khôi phục thiết lập sẵn

(chuyển mạch bảo vệ) và đường khôi phục thiết lập động (tái định tuyến).

Hình 4.5.7 - Mô hình MAKAM.

Ưu điểm: ít tốn tài nguyên bởi một đường backup có thể dùng dự trữ cho các trường

hợp lỗi khác nhau xảy ra trên các link thuộc đường hoạt động chính.



May 5, 2013

Nhược điểm: nếu liên kết bị lỗi ở xa Ingress-LSR làm cho quá trình khôi phục chậm

đi do cần chờ tín hiệu báo hiệu FIS trở về. Ngoài ra, do các hàng đợi ở các LSR thuộc

đường cũ còn chứa các gói tin nên sẽ bị mất các gói tin này khi chuyển hướng sang

đường bảo vệ. Để tránh mất các gói tin trên, cần phải khôi phục lại đường cũ khi lỗi

được khắc phục, tuy nhiên ta sẽ gặp phải vấn đề gói sai thứ tự. Cách này chỉ nên dùng

trong trường hợp lỗi được sửa chửa nhanh và hàng đợi phía Egress-LSR đủ lớn.

Mô hình Haskin (Reverse Backup)

Mô hình này khắc phục được nhược điểm mất gói của mô hình Makam mà

không cần phải phục hồi lại đường cũ. Bằng cách thiết lập một đường dự phòng đảo

tại nút phát hiện lỗi, một đường dự phòng đảo được thành lập với chiều lưu lượng

ngược với chiều của đuờng cũ. Khi lưu lượng quay trở về đến PSL, lưu lượng được

chuyền sang đường khôi phục toàn cục. Tuy nhiên mô hình này có nhược điểm là hao

tốn tài nguyên do đường dự phòng đảo và đường khôi phục phải thiết lập sẵn.

Hình 4.5.8 - Mô hình Haskin.

Một cải tiến khác giúp quá trình trên diễn ra nhanh hơn là gửi kèm thông tin

FIS trong các gói tin gửi ngược về từ đường dự phòng đảo. Cách này giúp chuyển

mạch tại Ingress LER nhanh hơn mà không cần chờ tín hiệu FIS tới rồi mới nhận dữ



May 5, 2013

liệu từ đuờng dự phòng đảo. Tuy nhiên, do các gói vẫn không được quản lý thứ tự nên

hiện tượng các gói sai thứ tự vẫn sẽ xảy ra.

Mô hình Hundessa

Mô hình này khắc phục nhược điểm của mô hình Haskin thông qua việc kiểm

soát số thứ tự các gói gửi về từ đuờng dự phòng đảo.Khi gói đầu tiên quay về PSL

trên đường dự phòng đảo có tác dụng như tín hiệu FIS báo cho PSL biết đã có lỗi.

PSL đánh dấu gói cuối cùng truyền ra đường làm việc (đang có lỗi) bằng cách đặt một

bit trong trường EXP của nhãn, sau đó ngưng đẩy gói ra đường lỗi. Khi gói được đánh

dấu quay trở về PSL trên đường đảo, PSL mới tiếp tục chuyển các gói mới trực tiếp ra

đường khôi phục.

4.5.6.5. Mô hình Simple Dynamic

Đây là mô hình bảo vệ cục bộ trong đó LSR phát hiện lỗi cũng đồng thời là

PSL. Khi phát hiện liên kết với mình bị lỗi, LSR này sẽ tính đường ngắn nhất tới

PML. Với mô hình này PML bắt buộc phải là Egress-LSR. Đường dự phòng này có

thể được thiết lập tường minh (dựa vào giao thức báo hiệu CR-LDP hoặc RSVP- TE)

hoặc được tái định tuyến nhờ các giao thức báo hiệu.

Hình 4.5.9 - Mô hình Simple Dynamic(Link protection).



May 5, 2013

Hình 4.5.10 - Mô hình Simple Dynamic(Node protection).

Nếu nút phát hiện lỗi không có đường bảo vệ dự trữ (chế độ chuyển mạch bảo vệ)

hoặc không có khả năng tìm đường tới đích dựa vào giao thức định tuyến (chế độ tái

định tuyến) hoặc LSR này đã hết phiên làm việc thì LSR Upstream kế cận sẽ đảm

nhận vai trò của PSL. Cơ chế này giống với cơ chế bảo vệ cho LSP là “bảo vệ nút”

Simple Dynamic có ưu điểm là đường tái định tuyến luôn là đường ngắn nhất tới đích

(loại trừ đường bị hư) tuy nhiên việc tính toán tái định tuyến sẽ không thể kiểm soát

được tài nguyên mạng và sẽ có thể gây ảnh hưởng đến các LSP khác trong mạng, điều

này tuyệt đối nên tránh trong trường hợp thực hiện MPLS có hỗ trợ QoS.

Mô hình Shortest Dynamic

Cũng giống như mô hình Symple Dynamic, mô hình shortest Dynamic cũng là

mô hình bảo vệ cục bộ. Điều khác biệt ở đây là trong mô hình này PML phải là LSR

downstream kế cận với link hoặc LSR bị sai. Do đó đường backup trong trường hợp

này còn gọi là Bypass Tunnel.

Trong mô hình này đường bảo vệ thường được tính toán từ trước và trên thực

tế người ta chỉ sử dụng giao thức báo hiệu RSVP-TE để thiết lập đường bảo vệ

Shortest Dynamic. Chế độ bảo vệ dùng phương pháp khôi phục này cũng có hai loại là

“bảo vệ nút” và “bảo vệ liên kết”.



May 5, 2013

Hình 4.5.11 - Mô hình Shortest Dynamic (Link protection).

4.5. Tổng kết chương:

Trong chương này, nhóm thực hiện đề tài đã nghiên cứu, trình bày, làm rõ một số

khái niêm cơ bản cũng như một số giải thuật và kỹ thuật cơ trong kỹ thuật lưu lượng

mạng MPLS.

Bên cạnh đó, nhóm thực hiện cũng đã tập trung làm rõ một số cơ chế bảo vệ và

khôi phục đường trong kỹ thuật lưu lượng mạng MPLS, các ưu điểm và hạn chề của

từng cơ chế. Qua đó thấy được một số ưu điểm vượt trội của kỹ thuật lưu lượng mạng

MPLS so với mạng IP truyền thống.



May 5, 2013

CHƯƠNG 5: MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG CỦA MPLS – TE TRÊN GNS3

This ensures end-to-end circuits over ANY type of transport medium using ANY

network layer protocol. In view of the fact that MPLS supports Internet Protocol

revised versions (IPv4 and IPv6), IPX, AppleTalk at Layer3; Ethernet, Token Ring,

Fiber Distributed Data Interface (FDDI), Asynchronous Transfer Mode (ATM),

Frame Relay, and PPP (Point to Point Protocol) at Layer 2, it is referred as ‘Layer 2.5

protocol’.


Documents

MPLS Hoan Chinh