Tài liệu ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC, chương 5 docx

Một ý tưởng quan trọng đằng sau hoạt động này là ở chỗ dự định phân bổ này là có các node lân cận của D sử dụng nhãn 40 khi gửi lưu lượng tới node D với tiền tố địa chỉ này.. Việc các th

Chương 5 : Các phương pháp ràng buộc

nhãn với FEC

Ràng buộc tại chỗ và ràng buộc xa

Thuật ngữ ràng buộc liên quan tới hoạt động xảy ra tại LSR trong đó 1 nhãn được kết hợp với 1 FEC Ràng buộc nhãn tại chỗ liên quan tới hoạt động trong đó chính router thiết lập một quan hệ nhãn với 1 FEC Router có thể thiết lập quan hệ này khi nó nhận lưu lượng hay nó nhận thông tin điều khiển từ 1 node lân cận Một giải pháp đơn giản là chỉ định 1 nhãn cho mỗi tiền tố địa chỉ IP nó biết

và sau đó phân phát những quan hệ này theo các qui tắc (như được

trình bày trong phần Sự duy nhất của nhãn trong không gian nhãn)

Như được biểu diễn trong hình 2.9, ràng buộc xa là hoạt động trong

đó 1 node lân cận chỉ định 1 ràng buộc nhãn tới node cục bộ Thông thường, điều này được thực hiện với các bản tin điều khiển, chẳng hạn như là bản tin phân bổ nhãn

Hình 2.9 Ràng buộc tại chỗ và ràng buộc xa Ràng buộc đường lên và ràng buộc đường xuống

Như được mô tả trong hình 2.10, ràng buộc nhãn đường xuống (đường lên) liên quan tới phương pháp trong đó ràng buộc nhãn được thực hiện bởi LSR đường xuống (đường lên) Thuật ngữ

đường xuống chỉ hướng từ nguồn đến đích, và hướng của đường lên

là từ đích đến nguồn Khi router đường lên (Ru) gửi 1 gói tới router đường xuống (Rd), gói này đã được nhận dạng trước đó như là một thành viên của 1 FEC và nhãn L được kết hợp với FEC Do đó, L là nhãn lối ra của Ru, và là nhãn lối vào của Rd

Hình 2.10 Ràng buộc đường lên và đường xuống

Các chế độ điều khiển ràng buộc nhãn với FEC

MPLS hỗ trợ 2 chế độ ràng buộc nhãn với 1 FEC Chúng được gọi là điều khiển theo lệnh và điều khiển độc lập

Điều khiển độc lập (independent)

Trong chế độ điều khiển độc lập, router ràng buộc nhãn với mỗi FEC mà nó biết Do đó, mỗi FEC (tối thiểu là mỗi tiền tố địa chỉ IP) có 1 nhãn được ràng buộc với nó Hiển nhiên, các giao thức định tuyến IP, chẳng hạn như OSPF, đã được sử dụng trước đó để

có được thông tin, thông tin này được đặt trong bảng định tuyến IP

Chúng ta có thể hỏi, tại sao nhãn được ràng buộc với mọi tiền

tố địa chỉ IP Xét cho cùng một số địa chỉ không thể được sử dụng

để chuyển tiếp lưu lượng Tuy nhiên, như chúng ta thấy trong chương sau, thủ tục ràng buộc nhãn dẫn tới thời gian hội tụ nhanh hơn trong trường hợp một tuyến đường phải được thay đổi

Như trong hình 2.11, LSR D đang thông báo với các LSR đồng cấp của nó rằng nhãn cục bộ của nó là 40 được ràng buộc với tiền tố địa chỉ IP 192.168.21.104 Một ý tưởng quan trọng đằng sau hoạt động này là ở chỗ dự định phân bổ này là có các node lân cận của D sử dụng nhãn 40 khi gửi lưu lượng tới node D với tiền tố địa chỉ này Nói cách khác là, node đường lên sử dụng giá trị nhãn được gán bởi node đường xuống (node gán nhãn) khi gửi lưu lượng với nhãn/prefix cho node đã thực hiện gán

Do đó, rõ ràng nhãn 40 sẽ được sử dụng bởi node đường lên

C khi gửi mọi gói IP với địa chỉ đích 192.168.20.x tới node D Tuy nhiên, node D sẽ không sử dụng nhãn 40 cho lưu lượng tới node I,

E, và J Chẳng hạn, khi gửi lưu lượng tới node E, node D sẽ sử dụng nhãn đã được gửi tới nó từ node E

Chúng ta nhấn mạnh lại là ở đây node D phát hành (quảng cáo) nhãn 40 với tiền tố địa chỉ 192.168.20.0/24 tới tất cả các thực thể đồng cấp phân bố nhãn của nó Việc các thực thể đồng cấp này

có sử dụng nhãn này hay không còn tuỳ thuộc vào quan hệ đường lên hay đường xuống của chúng với node D

C D E

I

J

40

40

40

40

192.168.20.104

Hình 2.11 Chế độ điều khiển độc lập

Một ưu điểm của điều khiển độc lập là ở chỗ các hoạt động ràng buộc nhãn xảy ra chỉ sau khi sự phát hành địa chỉ đã thực hiện Bằng việc thừa nhận rằng sự phát hành địa chỉ dẫn tới hội tụ định tuyến nhanh (nghĩa là các bảng định tuyến trong miền định tuyến là ổn định và đồng bộ với các bảng định tuyến khác), thì các ràng buộc nhãn cũng được thiết lập khá nhanh, do đó cho phép mạng sử dụng các nhãn hiệu quả về mặt thời gian

Tuy nhiên, điều khiển độc lập nên được thiết lập sao cho các LSR lân cận cùng thống nhất về các FEC (các tiền tố địa chỉ) mà chúng sẽ sử dụng Nếu không có sự thống nhất này, một số FEC có thể không có các LSP đi kèm với chúng hay chúng được thiết lập không hiệu quả Chẳng hạn, trong hình 2.11, giả sử LSR C và D có

sự lựa chọn khác nhau về các FEC Có thể là cả 2 LSR này đang ràng buộc cùng lúc, vì thế có sự không nhất quán

Tuy nhiên sự không nhất quán có thể xảy ra này gần như là không xảy ra vì một lý do đơn giản nhưng quan trọng đó là: router quan tâm đến các nhãn khi chúng liên quan tới dòng lưu lượng đường xuống; có nghĩa là, tới chặng tiếp theo được kết hợp với FEC (tiền tố địa chỉ 192.168.10.0/24) Do đó, nếu node C đang chuyển tiếp lưu lượng tới node D, nó sẽ sử dụng ràng buộc FEC/nhãn được phát hành bởi D với lối vào trong bảng LFIB của nó

Điều khiển theo lệnh (ordered)

Chế độ ràng buộc nhãn thứ 2 là chế độ điều khiển theo lệnh

Nó được đặt tên theo lối được chỉ đạo xảy ra trong việc ràng buộc nhãn, việc chỉ đạo là từ LSR lối vào hay LSR lối ra của một LSP

Không như điều khiển độc lập, điều khiển theo lệnh đảm bảo rằng tất cả các LSR sử dụng cùng FEC như phát hành ban dầu, LSR G trong ví dụ này Chế độ này cũng cho phép nhà quản trị mạng một số phương pháp để điều khiển việc thiết lập LSP Chẳng hạn, tại LSR lối ra, nhà quản trị có thể cấu hình các danh sách hướng dẫn LSR thực hiện ràng buộc FEC với LSP nào

Nhược điểm đối với điều khiển theo lệnh là ở chỗ nó cần nhiều thời gian hơn điều khiển độc lập để thiết lập LSP Một số người xem điều này như là một lượng “trế” không đáng kể mà phương pháp này đưa tới cho các nhà quản trị mạng Song một số người khác cho rằng điều khiển theo lệnh là không tiện lợi MPLS

hỗ trợ cả 2 chế độ điều khiển này, nhưng cần nhớ rằng điều khiển theo lệnh nên được thực hiện tại tất cả các LSR nếu nó hiệu quả

Chúng ta sẽ còn trở lại với điều khiển theo lệnh trong các phần sau khi nói về định tuyến cưỡng bức

Phân bổ ràng buộc nhãn không theo yêu cầu và theo yêu cầu

Thủ tục điều khiển độc lập được biểu diễn trong hình 2.11 cũng là ví dụ về phân bố nhãn không theo yêu cầu, LSR không chỉ

ấn đinh mà còn phát hành (phân tán) các ràng buộc nhãn tới tất cả các node lân cận (cả các node đường lên và đường xuống) cho dù

là những LSR lân cận đó có cẩn ràng buộc đó hay không Hình 2.12 minh hoạ cho kiểu phân bổ nhãn không theo yêu cầu

Hình 2.12 Phân bổ ràng buộc nhãn không theo yêu cầu

Một kiểu phân bổ nhãn khác đó là phân bổ nhãn theo yêu cầu Với giải pháp này, một ràng buộc nhãn chỉ xảy ra nếu một LSR bị yêu cầu thực hiện Hình 2.13 minh hoạ cho kiểu phân bổ ràng buộc nhãn theo yêu cầu

Hình 2.13 Phân bổ ràng buộc nhãn theo yêu cầu

2.2 Các loại thiết bị trong mạng MPLS

Các thiết bị tham gia trong một mạng MPLS có thể được phân loại thành các bộ định tuyến biên nhãn (LER) và các bộ định tuyến chuyển mạch nhãn (LSR)

LSR ingress

LSR egress ATM-LSR

ATM-LSR ATM-LSR

15

12 IP

10 IP IP

Hình 2.14 Các kiểu node trong mạng MPLS LSR là 1 thiết bị định tuyến tốc độ cao trong lõi của 1 mạng

MPLS, nó tham gia trong việc thiết lập các đường dẫn chuyển

mạch nhãn (LSP) bằng việc sử dụng giao thức báo hiệu nhãn thích ứng và thực hiện chuyển mạch tốc độ cao lưu lượng số liệu dựa trên các đường dẫn được thiết lập

LER là 1 thiết bị hoạt động tại biên của mạng truy nhập và

mạng lõi MPLS Các LER hỗ trợ đa cổng được kểt nối tới các mạng không giống nhau (chẳng hạn FR, ATM và Ethernet ) LER đóng vai trò quan trọng trong việc chỉ định và huỷ bỏ nhãn, khi lưu lượng vào trong hay đi ra khỏi mạng MPLS Sau đó, tại lối vào nó thực hiện việc chuyển tiếp lưu lượng vào mạng MPLS sau khi đã thiết lập LSP nhờ các giao thức báo hiệu nhãn và phân bổ lưu lượng trở lại mạng truy nhập tại lối ra

Ngoài ra khi MPLS được xếp chồng trên ATM, các chuyển mạch ATM được điều khiển bởi mặt phẳng điều khiển MPLS, và lúc đó các chuyển mạch ATM được gọi là các ATM-LSR Tương ứng chúng ta có 2 loại thiết bị là ATM-LSR hoạt động trong lõi, và ATM-LSR biên hoạt động ở biên mạng hay còn gọi là ATM-LER

ATM-LSR là các chuyển mạch ATM có thể thực hiện chức

năng như LSR Các ATM-LSR thực hiện chức năng định tuyến gói

IP và gán nhãn trong mặt phẳng điều khiển và chuyển tiếp số liệu theo cơ chế chuyển mạch tế bào ATM trong mặt phẳng chuyển tiếp Như vậy các tổng đài chuyển mạch ATM truyền thống có thể nâng cấp phần mềm MPLS để thực hiện chức năng của LSR

Các thiết bị biên khác với các thiết bị lõi ở chỗ là: ngoài việc phải chuyển tiếp lưu lượng nó còn phải thực hiện việc giao tiếp với các mạng khác đó là chỉ định hay loại bỏ nhãn Hình 2.14 biểu diễn các loại thiết bị sử dụng trong mạng MPLS