Đặc trưng hóa luồng lưu lượng trên mạng và ứng dụng

Đặc trưng hóa luồng lưu lượng trên mạng và ứng dụng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN



Đề tài:

TIỂU LUẬN

CHUY

ÊN NGÀN

H

ĐẶC TRƯNG HÓA LUỒNG LƯU LƯỢNG

TRÊN MẠNG VÀ ỨNG DỤNG

Giáo viên hướng dẫn : ThS Huỳnh Nguyên Chính.

Lớp: 111101A

Lời nói đầu

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

MỤC LỤC

Lời nói đầu

MỞ ĐẦU

PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC KỸ THUẬT LUỒNG LƯU LƯỢNG.

I KHÁI NIỆM KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG

II VẤN ĐỀ LƯU LƯỢNG

III KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG TRONG MẠNG IP

IV KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG TRONG MẠNG ATM

1.1 Cấu trúc nhãn kiểu khung

1.2 Kiều tế bào (Cell mode)

2 Cấu trúc node của MPLS

2.1 Mặt phẳng chuyển tiếp (Forwarding plane)

2.2 Mặt phẳng điều khiển (Control Plane)

2.3 Các mô đun điều khiển MPLS

3 Thuật toán chuyển tiếp nhãn (Label Forwarding Algorithm)

4 Hoạt động chuyển tiếp của MPLS

5 Các loại nhãn đặc biệt

PHẦN 3: CÁC ỨNG DỤNG CỦA MPLS.

I MPLS VPN.

II KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG MPLS.

III MPLS AtoM (Any Transport over MPLS).

IV MPLS VÀ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ (Quality of Service).

V Khắc phục sự cố trong mạng MPLS (Troubleshooting).

VI VẬN HÀNH VÀ BẢO TRÌ.

PHần 4: MPLS TRONG TƯƠNG LAI.

CHÚ THÍCH THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT

MỞ ĐẦU

Ngày nay dễ thấy Internet ngày càng phát triển và ngày càng bùng nổ, và trở thành một nhucầu tất yếu không thể thiếu, thì số lượng người sử dụng ngày càng tăng lên một cách mạnh mẽ Hơn nữa,các nhu cầu đối với các dịch vụ đa phương tiện cũng tăng lên, yêu cầu đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS.Mạng Internet truyền thống không thể đáp ứng các yêu cầu của khách hàng hàng vì thế vấn đề lưulượng, cơ chế điều khiển lưu lượng là nhân tố quan trọng để đảm bảo dc các vấn đề trên

Cùng với sự phát triển của mạng IP, các nhà nghiên cứu cố gắng tìm ra một phương pháp điềukhiển lưu lượng trong mạng một cách tối ưu để đáp ứng được nhu cầu người sử dụng Có các phươngpháp điều khiển lưu lượng như IP, ATM, MPLS cũng phần nào giải quyết được bài toán lưu lượng trongmạng IP, tuy nhiên các phương pháp này biểu lộ một số hạn chế nhất định MPLS không thay thế chođịnh tuyến IP, nhưng nó sẽ hoạt động song song với các phương pháp định tuyến đang tồn tại và cáccông nghệ định tuyến trong tương lai với mục đích cung cấp tốc độ dữ liệu rất cao giữa các bộ địnhđồng thời với việc hạn chế băng tần của các luồng lưu lượng với các yêu cầu chất lượng dịch vụ QoSkhác nhau

PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG.

I KHÁI NIỆM VỀ KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG:

Khi đối mặt với sự phát triển và mở rộng mạng có hai vấn đề kỹ thuật cần quan tâm: kỹthuật mạng (network engineering) và kỹ thuật lưu lương (Traffic Engineering) Phải có sự dự đoántốt nhất về lưu lượng trên mạng để sử dụng các mạch và các thiết bị mạng (router, switch, ) thíchhợp Kỹ thuật mạng phải đảm bảo hiệu quả về sau này vì thời gian lắp đặt mạng có thể diễn ra lâudài Kỹ thuật lưu lượng là thao tác trên lưu lượng để phù hợp với mạng Mặc dù có cố gắng đếnđâu thì lưu lượng mạng cũng không bao giờ được đáp ứng hoàn toàn so với dự tính Giữa thập niên

90 sự tăng trưởng lưu lượng vượt quá mọi dự tính và không thể nâng cấp mạng kịp thời được Đôikhi một sự kiện nổi bật nào đó trên mạng sẽ làm đầy lưu lượng mạng, điều này không thể tính toántrước được Do đó có thể tại một nơi nhu cầu băng thông quá nhiều nhưng đồng thời có các đườngliên kết (link) khác chưa được sử dụng Kỹ thuật lưu lượng là một “nghệ thuật” chuyển lưu lượng

từ các liên kết bị đầy sang các liên kết rỗi Kỹ thuật lưu lượng có thể được bổ sung: IP metric trêngiao diện, chạy một mắc ưới ATM PVC và xác định lại đường PVC dựa trên yêu cầu về lưu lượng

đi qua nó

Xu hướng đang diễn ra với mạng truyền thông là IP hoá IP hoá được hiểu trên hai khíacạnh Thứ nhất, các luồng thông tin như dữ liệu, thoại, hình ảnh được tích họp trên bộ giao thứcTCP/IP Nói cách khác bộ giao thức TCP/IP cho phép nhiều loại hình thông tin đi trên nó Thứ hai,TCP/IP được coi là nền tảng của mạng Internet, nó có tính năng để đáp ứng yêu cầu của mạng viễnthông công cộng

Với xu hướng phát triển nói trên, một trong vấn đề cần được quan tâm với mạng IP đó làvấn đề về lưu lượng Cụ thể là cần phải xem xét các kĩ thuật lưu lượng trong mạng IP Không phảibây giờ mạng IP mới cần giải quyết vấn đề lưu lượng Cùng với sự phát triển của giao thức địnhtuyến, với chức năng chính là định tuyến đường đi tốt nhất cho các gói tin IP Bên cạnh đó, địnhtuyến cũng để lại vấn đề lưu lượng Tuy nhiên, người ta cũng đã chứng minh được rằng có thể sửdụng định tuyến như một kĩ thuật để điều khiển lưu lượng trong mạng IP

Trong mạng máy tính, điều khiển lưu lượng (flow control) là quy trình quản lý tốc độtruyền dữ liệu giữa hai đầu kết nối của mạng lưới Cần phân biệt khái niệm này với khống chế tắcnghẽn (congestion control) - điều khiển luồng dữ liệu khi tắc nghẽn đã xảy ra Các cơ chế điềukhiển lưu lượng có thể được phân loại tùy theo việc máy nhận có gửi thông tin phản hồi (feedback)lại cho máy gửi hay không

Điều khiển lưu lượng có vai trò quan trọng, vì tình trạng một thiết bị mạng (cụ thể là máytính) gửi thông tin tới một máy tính khác, với một tốc độ cao hơn tốc độ mà máy tính đích có thể

nhận và xử lý có thể xảy ra Tình huống này có thể xảy ra nếu các máy tính nhận phải chịu tải về dữliệu cao hơn máy tính gửi, hoặc nếu máy tính nhận có năng lực xử lý kém hơn máy tính gửi.

Điều khiển lưu lượng truyền được áp dụng khi dữ liệu được truyền từ thiết bị đầu cuối(terminal equipment - DTE) sang một trung tâm chuyển mạch (switching center) nào đấy, hoặcđược truyền thông giữa hai thiết bị DTE với nhau Tần số truyền tin phải được khống chế

Trong chuyển mạch gói (paket switching), lưu lượng lưu thông , lưu lượng gói tin hoặclưu lượng mạng là một chuỗi các gói dữ liệu từ một nguồn máy tính đến một đích đến, mà có thể làmáy chủ khác, một nhóm multicast, hoặc một miền quảng bá (broadcast domain) Lưu lượng như

"một chuỗi các gói được gửi từ một nguồn cụ thể đến một vị trí unicast, anycast hoặc multicast mànguồn mong muốn dán nhãn như là một dòng dữ liệu Một luồng có thể bao gồm tất cả các gói tintrong một kết nối cụ thể hoặc một dòng các gói đa phương tiện Tuy nhiên, một luồng không nhấtthiết phải là 1: 1 ánh xạ một kết nối" Lưu lượng cũng được định nghĩa là "Một tập hợp các gói tin

IP đi qua một điểm theo dõi trong mạng trong một khoảng thời gian nhất định"

Tóm lại :” Quản lý lưu lượng là quá trình điều khiển các tắt nghẽn trong mạng, xử lý, tínhtoán, kiểm soát lưu lượng, tối ưu hóa các tài nguyên mạng theo yêu cầu cho các mục đích khácnhau.”

II CÁC VẤN ĐỀ CỦA KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG:

Với mô hình này, người quản trị có thể sử dụng một trong các giải pháp địnhtuyến sau đây:

Thứ nhất là sử dụng định tuyến tĩnh Với giải pháp này, một đường đi sẽ được lựa chọn

một cách thủ công

Hình1.2: Sử dụng phương pháp định tuyến tĩnhThứ hai là sử dụng định tuyến động IGP như RIP, OSPF, EIGRP Với giải pháp này, cácrouter tự động xây dựng và cập nhật bảng định tuyến của mình bằng cách trao đổi, thu thập thôngtin định tuyến, tìm ra đường đi ngắn nhất Hai phương pháp này có những ưu nhược điểm riêng.Định tuyến tĩnh không đòi hỏi việc trao đổi thông tin định tuyến nhưng có nhược điểm là khôngthích ứng với sự thay đổi cấu hình mạng, khó khăn nếu như sử thiết lập trên một hệ thống mạnglớn đến rất lớn, tuy nhiên,trong các hệ thống lớn hiện nay người ta sử dụng định tuyến tĩnh chocác server để thiết lập độ tin cậy cho server đó Sử dụng các giao thức định tuyến IGP cho phépthích ứng nhanh với sự thay đổi cấu hình mạng nhưng lại tốn một lượng băng thông cho việc traođổi thông tin định tuyến Thường thì định tuyến động được áp dụng cho mạng IP cỡ lớn

Việc lựa chọn định tuyến động cho mạng IP cỡ lớn đồng nghĩa với việc sử dụng mộttrong các giao thức định tuyến Giao thức định tuyến có chức năng là tìm ra đường đi ngắn nhấtcho các gói tin IP từ một router tới đích Đoạn đường từ mỗi router tới các mạng đích được đobằng tham số metric Metric có thể dựa trên một đặc tính đơn của đường hay có thể tính toán dựatrên một vài đặc tính Metric có thể tính toán theo các tham số sau:

- Bandwidth: băng thông của các liên kết

- Delay: độ trễ (độ dài thời gian yêu cầu để chuyển một gói tin trên toàn liên kết từ nguồntới đích Độ trễ phụ thuộc vào băng thông của các liên kết trung gian, hàng cổng tại mỗi router,tắc nghẽn mạng, khoảng cách vật lý)

- Load: tải

- Rebility: độ khả dụng (thường cho phép tỉ lệ lỗi của mỗi liên kết). 

- Hop count: số trạm trung gian, số các router mà một gói tin phải đi qua trước khi tớiđích Khi dữ liệu đi qua một router, đó là một hop Nếu có nhiều đường cùng tới một đích, routerchọn đường với số hop là ít nhất.

- Cost: thường dựa trên băng thông được gán bởi nhà quản trị mạng

Tuy nhiên, đối với mỗi giao thức định tuyến cụ thể, việc tính toán metric thường chỉ dựavào một vài tham số hoặc chỉ dựa trên một tham số Như với giao thức định tuyến RIP, việc tínhtoán quãng đường dựa trên tham số hop count Giao thức định tuyến OSPF, thường áp dụng trongmiền quản tộ đơn, tính toán đường dựa trên tham số bandwidth Điều này có nghĩa là khoảng cáchngắn nhất được giao thức định tuyến tính toán chỉ mang tính tương đối

Trong hình 1.1 nếu áp dụng giao thức định tuyến RIP thì cả hai luồng đi theo đường R4-R5, nếu áp dụng giao thức định tuyến OSPF thì cả hai luồng lưu lượng này đi theo đường R1-R2-R3-R5 Với thuộc tính này có thể nói rằng giao thức định tuyến OSPF có ưu điểm hơn cácgiao thức định tuyến khác nếu đứng trên quan điểm phân bổ lưu lượng

R1-Cho dù OSPF là một giao thức định tuyến đơn miền quản trị vượt trội nhất nhưng luôntồn tại một vấn đề cần xem xét mà nhà quản trị phải tìm cách giải quyết Đó là vấn đề lưu lượngtập trung quá cao trên đường R1-R2-R3-R5 Kể cả khi đường này có băng thông lớn hơn đườngcòn lại nhưng sự tập trung quá cao các luồng lưu lượng khiến đường này bị nghẽn cục bộ trongkhi các tuyến đường khác vẫn còn dư thừa băng thông Đây chính là bài toán đặt ra đối với kĩthuật lưu lượng traffic engineering của mạng IP

Hình 2.3 Lựa chọn đường sử dụng phương pháp định tuyên OSPF và RIP

Trong mạng IP thông thông thưòng, các router hướng (forward) các gói tin dựa trên địa

IP chỉ đích Mỗi giao thức định tuyến đưa ra các tiêu trí riêng để tìm ra “quãng đường đi tốt nhất”,các tham số lựa chọn để tính quãng đường là rất ít

Trong mạng, một tuyến có thể có lưu lượng đi qua là rất lớn thậm trí có thể gây ra nghẽncục bộ Trong khi một số tuyến có rất ít lưu lượng đi qua nó

Có thể nói ngắn gọn, kĩ thuật lưu lượng trong mạng IP là tổng hợp nhiều kế hoạch và

chính sách của nhà quản trị mạng để sao cho các liên kết được sử dụng một cách hiệu quả nhất,tránh hiện tượng tắc nghẽn cục bộ trên một vài liên kết trong khi các liên kết khác vẫn còn dưthừa.

Có rất nhiều phương pháp điều khiển lưu lượng khác nhau, nếu căn cứ vào mức xử lý cácgói tin tại các nút, có thể phân thành 3 phương pháp kĩ thuật lưu lượng, đó là:

TE dựa trên IP

TE dựa trên ATM

TE dựa trên MPLSBài toán lưu lượng trong mạng IP xuất hiện rất sớm Ngay từ khi mạng IP được hìnhthành thì người ta nhận thấy rằng tầm quan trọng của việc điều khiển lưu lượng Qua một quátrình phát triển cho đến ngày nay, đã xuất hiện nhiều giải pháp đưa ra cho việc điều khiển lưulượng Nhưng cũng không thể khẳng định được giải pháp này hơn giải pháp kia, thường thì việclựa chọn giải pháp điều khiển lưu lượng được áp dụng trong từng trường hợp cụ thể

III KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG TRONG MẠNG IP.

lí để điều khiển hướng mà lưu lượng chấp nhận trên cơ sở nơi mà lưu lượng đến từ đâu - mà chỉ làlưu lượng sẽ đi tới đâu Sử dụng kĩ thuật lưu lượng IP phù họp với nhiều mạng mạng lớn, tuynhiên vẫn còn có một số vấn đề mà kĩ thuật lưu lượng IP không giải quyết được

Các phần tử trong mạng IP xử lý với các gói tin bằng cách phân tích thông tin của gói tinIP

2 Các vấn đề:

Nếu mạng như hình 1.1 sử dụng phương pháp định tuyến tĩnh, việc chia lưu lượng đềutrên hai đường đi có thể được thực hiện một cách dễ dàng bởi nhả quản trị Ví dụ luồng lưu lượngI-I’ được áp đặt sử dụng đường R1-R2-R3-R5 còn luồng lưu lượng II-II’ được áp đặt đi trênđường còn lại R1-R4-R5

Rõ ràng việc thiết lập các tuyến tĩnh cũng có thể giúp cho mạng phân chia được tải Tuynhiên:

- Không cho phép thích ứng khi topo mạng thay đổi

- Việc chia tải chỉ dựa trên địa chỉ đích nên chỉ mang tính hình thức

- Không cân bằng được tải (load balacing) trên các tuyến

Phương pháp này rất ít được sử dụng.

Xét trường họp sử dụng một trong các giao thức định tuyến động (chẳng hạn như OSPF)

Ta cấu hình tính năng chọn đa đường của giao thức định tuyến động Khi đó giao thức định tuyếnkhông chỉ tìm ra một đường đi mà là một tập các đường đi Trong trường hợp cụ thể này, sốđường đi là 2 Nếu vậy, router R1 sẽ sử dụng cùng một lúc hai đường đi cho các luồng lưu lượng,lưu ý giao thức định tuyến OSPF không hỗ trợ cân bằng tải không đều mà chỉ hỗ trợ cân bằng tảiđều Muốn cân bằng tải kiểu không đều thì phải sử dụng giao thức định tuyến EIGRP

Một khi sử dụng phương pháp này không chỉ giải quyết vấn đề cân bằng tải mà còn giảiquyết được phần nào vấn đề QoS

Khi đó, kích hoạt giao thức định tuyến và tính năng multipath để đảm bảo trong router,bảng định tuyến mô tả nhiều đường đi tới mạng đích

Ngoài ra có thể sử dụng phương pháp thay đổi tham số cost

II/ KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG TRONG MẠNG ATM:

1 Khái niệm:

ATM (Asynchronous Transfer Mode – Chế độ truyền không đồng bộ) là hệ thống chuyểnmạch gói tiên tiến, có thể truyền đồng thời dữ liệu, âm thanh và hình ảnh số hoá trên cả mạngLAN và mạng WAN

Đây là một trong những phương pháp kết nối mạng WAN nhanh nhất hiện nay, tốc độ đạt

từ 155 Mbit/s đến 622 Mbit/s Trên thực tế, theo lý thuyết nó có thể hỗ trợ tốc độ cao hơn khảnăng hiện thời của các phương tiện truyền dẫn hiện nay Tuy nhiên, tốc độ cao có nghĩa là chi phícũng cao hơn, ATM đắt hơn nhiều so với ISDN, X25 hoặc FrameRelay Các đặc trưng của ATMbao gồm:

Sử dụng gói dữ liệu (cell) nhỏ, có kích thước cố định (53 byte), dễ xử lý hơn so với cácgói dữ liệu có kích thước thay đổi trong X.25 và Frame Relay.53 bytes gồm 48 byte dữ liệu và 5byte header

Tốc độ truyền dữ liệu cao, theo lý thuyết có thể đạt 1,2 Gbit/s Chất lượng cao, độ nhiễu thấp nên gần như không cần đến việc kiểm tra lỗi

Có thể sử dụng với nhiều phương tiện truyền dẫn vật lý khác nhau (cáp đồng trục, cápdây xoẵn, cáp sợi quang)

Có thể truyền đồng thời nhiều loại dữ liệu

Hai tổ chức chuẩn hóa ATM quan trọng nhất là ITU-T và ATM Forum ITU-T nghiêng

về định nghĩa UNI (user network interface) công cộng trong khi ATM forum tập trung chuẩn hóaUNI riêng Ở Việt Nam cũng sử dụng ATM theo chuẩn của ATM Forum nhưng hiện nay chuyểnsang MPLS

Một vấn đề đầu tiên phát sinh khi cố gắng để gửi gói tin IP qua các mạch ảo ATM là cầnđịnh nghĩa các gói tin IP trong các ATM cells, tức là, làm thế nào để đưa dữ liệu IP vào bên trongATM cells Hơn nữa, hầu hết các gói tin IP là quá lớn để phù hợp với một cell ATM 53 byte Một

IP header dài ít nhất là 20 byte, và host không thể bị cưỡng chế gửi gói tin IP ít nhất 53 byte Do

đó, các gói tin IP phải được cắt thành từng miếng nhỏ trong một quá trình được gọi là phân đoạntrước khi chúng có thể được đóng gói và đưa vào các cell ATM Các router cuối cùng trên đườngcủa các gói tin IP phải lắp ráp lại các mảnh để tái thiết lại các gói tin IP gốc Phân đoạn và khôiphục (SAR) là một quá trình tốn thời gian và phức tạp

Có thể nói ATM là một công nghệ lớp 2 có ưu điểm vượt trội so với X25 và FR ATMkhông những được triển khai bởi các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông mà còn được chính cácdoanh nghiệp sở hữu mạng IP Khi sử dụng ATM, việc phối luồng trở lên linh hoạt hơn Để thựchiện điều này, các node của mạng giờ đây không đơn thuần thực hiện chức năng đơn (hoặc chứcnăng của bộ định tuyến, hoặc chức năng chuyển mạch ATM) mà chúng kiêm cả hai chức năngnày

Điều khiển lưu lượng dựa trên thiết lập PVC-ATM thực chất là quá trình đa dạng hoá matrận PVC dựa trên một sộ hữu hạn kết nối vật lý Điều này cho phép các liên kết logic trên mộtliên kết vật lý được ghép kênh thích ứng

2 Các vấn đề:

Hình 2.1

Xét một mạng như hình vẽ, bài toán đặt ra là tìm đường đi từ R2 đến R6 Để cân bằng tải

có thể thay đổi sao cho ‘chiều dài’ R2-R5-R6 bằng chiều dài R2-R3-R4-R6

Trong hình này, có hai đường để đi từ R2 đến R6:

✓ R2-R5-R6

✓ R2-R3-R4-R6

Vì tất cả các liên kết cùng có giá trị (cost) như nhau, với hướng đi cơ sở đích thôngthường, tất cả các gói từ Rl hay R7 mà đích tới là R6 được cùng hướng theo đường R2-R5-R6 Vìtổng cost của tuyến đường này là thấp hơn so vói đường R2-R3- R4-R6 Tuy nhiên, sẽ xảy ra vấn

đề sau đây Giả sử rằng băng thông của tất cả các liên kết trong hình là 150 Mbps Nếu R1 gửi lưulượng có băng thông 90Mbps và R7 gửi lưu lượng có băng thông 100 Mbps cùng tới R6 Vậyđiều gì sẽ xảy ra? R2 cố gắng chuyển tổng lưu lượng với băng thông 190 Mbps vào đường cóbăng thông 150 Mbps Điều này có nghĩa là R2 sẽ giảm bớt phần lưu lượng 40 Mbps và khôngcho chúng vào Tại giá trị trung bình, giá trị giảm thực tế đối với R7 tới 21Mbps và RI là 19Mbps(do R7 đang gửi nhiều lưu lượng hơn so với Rl)

Nếu chọn đường dài hơn R2-R3-R4- R6 cost thông thường so với đường ngắn hơn, tất cảlưu lượng đi theo đường ngắn hơn

Nếu R3, R4, R5 là chuyển mạch ATM, mạng sẽ giống như hình 2.2

Hình 2.2 Xây dựng PVC

Với một mạng ATM, vấn đề là đơn giản để giải quyết Chỉ xây dựng 2 đuờng PYC từ R2đến R6, và thiết lập cost giữa chúng là như nhau, vì R2 có 2 đường tới R6 và nó phù họp để sửdụng cả 2 đường khi mang lượng khác nhau phù hợp của dữ liệu Việc xây dựng 2 đường có costnhư nhau qua mạng là 1 giải pháp mềm dẻo hơn thay đổi cost của các liên kết trong mạng ATM.Bản chất của điều này là khả năng của kĩ thuật lưu lượng của ATM làm được nhiều tác động hơnIP

Nếu sử dụng kĩ thuật lưu lượng dựa trên ATM khi đó các R3, R4, R5 thực hiện chức

năng như một chuyển mạch ATM Công việc tiếp theo là tạo ra hai PVC từ R2 đến R6, gán trọng

số cho hai PVC này có giá trị như nhau Như vậy lưu lượng từ R2 đến R6 đã được chia thành haihướng và các luồng lưu lượng sẽ được phân bổ trên hai PVC này

Nhận xét:

Các nút trung gian không thực hiện phân tích header của gói tin IP mà thay vào đó chỉcần phân tích header của ATM cell

Kết hợp cả hai chức năng IP (router) và ATM (switch)

Phải tạo ra topol logic theo kiểu full-mesh dựa trên PVC Áp đặt các tham số cost theoyêu cầu đặt ra

Vẫn phải áp dụng các giao thức định tuyến để cân bằng tải trên các PVC.

Ưu điểm của ATM-TE (so với IP-TE)

- Việc áp đặt cost của các PVC không làm thay đổi bài toán định tuyến các các Routercòn lại

- Cho phép chuyển tiếp các gói tin nhanh hơn tại các router trung gian.

- Có thể định trước thông lượng cho các luồng lưu lượng.

- Việc áp đặt chính sách lưu lượng trên mạng vẫn dựa trên cảm tính

- Chưa có tính ràng buộc giữa lưu lượng thực trên các PVC và thông lượng cấp phát chocác PVC đó Hay nói các khác tham số của PVC chỉ mang tính chất cố định, chưa mang tínhđộng

ba Cho phép các ISP cung cấp nhiều dịch vụ khác nhau mà không cần phải bỏ đi cơ sở hạ tầng sẵn có.cấu trúc MPLS có tính mềm dẻo trong bất kỳ sự phối hợp với công nghệ lớp hai nào.

MPLS hỗ trợ mọi giao thức lớp hai, triển khai hiệu quá các dịch cụ IP trên một mạng chuyểnmạch IP MPLS hỗ trợ việc tạo ra các tuyến khác nhau giữa nguồn và đích trên một đường trục Internet.Bằng việc tích hợp MPLS vào kiến trúc mạng, Các ISP có thê giảm chi phí, tăng lợi nhuận, cung cấpnhiều hiệu quả khác nhau và đạt được hiệu quả cạnh tranh cao

Thay thế cơ chế định tuyến lớp ba bằng cơ chế chuyển mạch lớp hai

MPLS hoạt động trong lõi của mạng IP Các Router trong lõi phải enable MPLS trên từng giaotiếp Nhãn được gán thêm vào gói IP khi gói đi vào mạng MPLS Nhãn được tách ra khi gói ra khỏimạng MPLS Nhãn (Label) đuợc chèn vào giữa header lớp ba và header lớp hai Sử dụng nhãn trong quátrình gửi gói sau khi đã thiết lập đường đi MPLS tập trung vào quá trình hoán đổi nhãn (LabelSwapping) Một trong những thế mạnh của khiến trúc MPLS là tự định nghĩa Label Stack

Công thức để gán nhãn gói tin là:

Network Layer Packet + MPLS Label Stack

Không gian nhãn (Label Space): có hai loại Một là, các giao tiếp dùng chung giá trị nhãn platform label space) Hai là, mỗi giao tiếp mang giá trị nhãn riêng, (Per- interface Label Space)

(per-Bộ định tuyến chuyển nhãn (LSR - Label Switch Router): ra quyết định chặng kế tiếp dựa trênnội dung của nhãn, các LSP làm việc ít và hoạt động gần giống như Switch

Con đường chuyển nhãn (LSP - Label Switch Path): xác định đường đi của gói tin MPLS Gồmhai loại:

+ Hop by hop signal LSP - xác định đường đi khả thi nhất theo kiểu best effort

+ Explicit route signal LSP - xác định đường đi từ nút gốc

4 Ưu thế hơn so với IP over ATM:

Sự tích hợp:

MPLS xác nhập tính năng của IP và ATM chứ không xếp chồng lớp IP trên ATM MPLS giúpcho cơ sở hạ tầng ATM thấy được định tuyến IP và loại bỏ các yêu cầu ánh xạ giữa các đặc tính IP vàATM MPLS không cần địa chỉ ATM và kỹ thuật định tuyến (như PNNI)

Độ tin cậy cao hơn:

Với cơ sở hạ tầng ATM, MPLS có thể kết hợp hiệu quả với nhiều giao thức định tuyến IP overATM thiết lập một mạng lưới (mesh) dịch vụ công cộng giữ các router xung quanh một đám mây ATM.Tuy nhiên có nhiều vấn đề xảy ra do các PCV link giữa các router xếp chồng trên mạng ATM cấu trúcmạng ATM không thể thấy bộ định tuyến Một link ATM bị hỏng làm hỏng nhiều router-to-router link,gây khó khăn cho lượng cập nhật thông tin định tuyến và nhiều tiến trình xử lí kéo theo

Trực tiếp thực thi các loại dịch vụ:

MPLS sử dụng hàng đợi và bộ đếm của ATM để cung cấp nhiều loại dịch yụ khác nhau Nó hỗtrợ quyền ưu tiên IP và loại dịch vụ (class of service - cos) trên chuyển mạch ATM

Hỗ trợ hiệu quả cho Mulicast và RSVP:

Khác với MPLS, xếp lớp IP trên ATM nảy sinh nhiều bất lợi, đặc biệt trong việc hỗ trợ các dịch

vụ IP như IP muticast và RSVP( Resource Reservation Protocol - RSVP)

MPLS hỗ trợ các dịch vụ này, kế thừa thời gian và công việc theo các chuẩn và khuyến khíchtạo nên ánh xạ xấp xỉ của các đặc trưng IP&ATM

Sụ đo lường và quản lí VPN:

MPLS có thể tính đuợc các dịch vụ IP VPN và rất dễ quản lí các dịch vụ VPN quan trọng đểcung cấp các mạng IP riêng trong cơ sở hạ tầng của nó Khi một ISP cung cấp dịch vụ VPN hỗ trợ nhiềuVPN riêng trên một cơ sở hạ tầng đơn.với một đường trục MPLS, thông tin VPN chỉ được xử lí tại mộtđiểm ra vào Các gói mang nhãn MPLS đi qua một đường trục và đến điểm ra đúng của nó Kết hợpMPLS với MP- BGP (Mutiprotocol Broder Gateway Protocol) tạo ra các dịch vụ VPN dựa trên nểnMPLS (MPLS-based VPN) dễ quản lí hơn với sự điều hành chuyển tiếp để quản lí phía VPN và cácthành viên VPN, dịch vụ MPSL-based VPN còn có thể mở rộng để hỗ trợ hàng trăm nghìn VPN

Giảm tái trên mạng lõi:

Các dịch vụ VPN hướng dẫn cách MPLS hỗ trợ mọi thông tin định tuyến để phân cấp Hơnnữa,có thế tách rời các định tuyến Internet khỏi lõi mạng cung cấp dịch vụ Giống như dữ liệu VPN,MPSL chi cho phép truy xuất bảng định tuyến Internet tại điểm ra vào của mạng Với MPSL, kĩ thuậtlưu lượng truyền ở biên của AS được gắn nhãn để liên kết với điểm tương ứng Sự tách rời của địnhtuyến nội khỏi định tuyến Internet đấy đủ cũng giúp hạn chể lỗi, ổn định và tăng tính bảo mật

Khá năng điều khiển lưu lượng:

MPLS cung cấp các khả năng điều khiển lưu lượng để sử dụng hiệu quả tài nguyên mạng Kỹthuật lưu lượng giúp chuyển tải từ các phần quá tải sang cấc phần còn rỗi của mạng dựa vào điểm đích,loại lưu lượng, tải, thời gian,

- Khi một gói vào mạng nó được chuyền đén lớp chuyển tiếp tương đương (FEC - ForwardingEquivalence Class) Router có thể sử dụng thông tin gói, như cổng vào (ingress) hay giao tiếp(interface) Các gói đi vào mạng được gán các nhãn khác nhau Quyết định chuyển tiếp được thực hiện

dễ dàng bởi router ngõ vào Điều này không có trong sự chuyển tiếp thông thường, vì sự xác định lộtrình của router khác với thông tin lộ trình trên gói

- Mạng được quản lý lưu lượng buộc gói đi theo một con đường cụ thể, một con đường chưa được sửdụng Con đường đó được chọn trước hoặc ngay khi gói đi vào mạng tốt hơn sự lựa chọn bởi các thuậttoán định tuyến thông thường Trong MPLS, một nhãn có thế được dùng để đại diện cho tuyến, khôngcần kèm trong gói Đây là dạng cơ bản của MPLS Traffic Engineering. 

- "Lớp dịch vụ (Class of service)" của gói được xác định bởi nút MPLS vào (ingress MPLS node) Mộtnút MPLS vào có thể huỷ tuyến hay sửa đổi lịch trình để điều khiển các gói khác nhau Các trạm sau cóthể định lại ràng buộc dịch vụ bằng cách thiết lập PHB (per-hop behavior) MPLS cho phép (không yêucầu) độ ưu tiên một phần hoặc hoàn toàn của lớp dịch vụ từ nhãn Đây là dạng cơ bản của MPLS QoS

II KIẾN TRÚC MPLS