Định tuyến điều khiển lưu lượng trong mạng MPLS

MPLS sử dụng định tuyến cưỡngbức để xác định các đường mà luồng lưu lượng sẽ đi ngang qua đó và xác định đích tớicủa các gói chuyển mạch nhãn sử dụng các đường được xác định trước đó.. H

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP THĂNG LONG

KHOA TOÁN-TIN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

ĐỊNH TUYỂN ĐIÈU KHIỂN LƯU LƯỢNG

TRONG MẠNG MPLS

Giáo viên hướng dẫn : ThS Hoàng Trọng Minh

Sinh viên thực hiện : Cao Chí Công

Hà Nội, tháng 04/2010

Chuyên đề tốt nghiệp Định tuyến điều khiển lưu lượng trong mạng MPLS

Đại học dân lập Thăng Long Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam

Trang 2

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Điểm: (Bằng chữ: )

Ngày Tháng Năm

ThS Hoàng Trọng Minh

Trang 3

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Điểm: (Bằng chữ: )

Ngày Tháng Năm

Trang 4

LỜI MỞ ĐẦU

Khi mạng Internet ngày càng phát triển, thì số lượng khách hàng sử dụng ngàycàng tăng lên một cách mạnh mẽ Hơn nữa, các nhu cầu đối với các dịch vụ đa phươngtiện cũng tăng lên, yêu cầu đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS trong trễ gói, lỗi tốc độ,

và băng tần tối thiểu Mạng Internet truyền thống không thể đáp úng các yêu cầu củakhách hàng vì nó dựa trên các dịch vụ IP nỗ lực tối đa “best - effort”, trong khi cácdịch vụ này không có bất cứ một cơ chế điều khiển lưu lượng nào

Cùng với sự phát triển của mạng IP, các nhà nghiên cứu cố gắng tìm ra mộtphương pháp điều khiển lưu lượng trong mạng một cách tối ưu để đáp ứng được nhucầu người sử dụng Các phương pháp điều khiển lưu lượng truyền thống như IP, ATMcũng phần nào giải quyết được bài toán lưu lượng trong mạng IP, tuy nhiên cácphương pháp này biểu lộ một số hạn chế nhất định Chuyển mạch nhãn đa giao thứcMPLS, một công nghệ chuyển mạch nhãn định hướng kết nối cung cấp các khả năngmới trong các mạng IP, trong khi khả năng điều khiển lưu lượng được đề cập đến bằngcách cho phép thực hiện các cơ chế điều khiển lưu lượng một cách tinh xảo

MPLS không thay thế cho định tuyến IP, nhưng nó sẽ hoạt động song song vớicác phương pháp định tuyến đang tồn tại và các công nghệ định tuyến trong tương laivới mục đích cung cấp tốc độ dữ liệu rất cao giữa các bộ định tuyến chuyển mạch nhãnLSP đồng thời với việc hạn chế băng tần của các luồng lưu lượng với các yêu cầu chấtlượng dịch vụ QoS khác nhau Để tìm hiểu kỹ hơn về kỹ thuật lưu lượng trong mạng

MPLS, em đã chọn đề tài về “Định tuyến điều khiển lưu lưọng trong mạng

MPLS” bao gồm những nội dung chính sau :

Chương 1: Tổng quan về mạng MPLS

Chương 2 : Tổng quan về kỹ thuật lưu lượng

Chương 3 : Định tuyến lưu lương trong mạng MPLS

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo ThS Hoàng Trọng Minh đã tận tình

hướng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành đề tài tốt nghiệp này

Trang 5

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 5

MỤC LỤC 6

CHÚ GIẢI THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT 8

MỤC LỤC HÌNH VẼ 10

MỤC LỤC BẢNG 11

CHƯƠNG 1: TỐNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ MPLS 12

1.1 K HÁI NIỆM Cơ BẢN VỀ MPLS 12

1.2 CÁC THÀNH PHẦN cơ BẢN CỦA MPLS 13

1.2.1 Các khái niệm cơ bản của chuyển mạch nhãn 14

1.3 KIÊU NODE MẠNG MPLS 16

1.4 CÁC GIAO THỨC cơ BẢN CỦA MPLS 17

1.4.1 Điều khiển nhãn độc lập và theo yêu cầu 17

1.4.2 Ph át hiện và chống vòng lặp 19

1.4.3 Các cơ chế phân bổ nhãn 20

1.4.4 Chế độ duy trì nhãn 21

1.4.5 Phát hành và sử dụng nhãn 22

1.5 CÁC CHẾ Độ HOẠT ĐỘNG CỦA MPLS 23

1.5.1 Chế độ khung 23

1.5.2 Chế độ hoạt động tế bào MPLS 25

1.6 TỔNG KẾT CHƯƠNG 29

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG 30

2.1 K HÁI NIỆM KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG 30

2.2 V ẤN ĐỀ LƯU LƯỢNG TRONG MẠNG IP 30

2.2.1 Xu hướng phát triển trong mạng IP 30

2.2.2 B ài toán lưu lượng 31

2.3 KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG TRONG MẠNG IP 35

Trang 6

IS-IS Intermediate System to intermediate

System

Giao thức định tuyến Cisco IS-IS

2.5.2 Cơ chế điều khiển lưu lượng trong mạng MPLS 43

2.5.3 Cá c giao thức phân bổ nhãn 47

2.5.3.1 Gi ao thức phân bổ nhãn LDP (Label Distribution Protolcol) 47

2.5.3.2 Gi ao thức dự trữ tài nguyên RSVP 52

2.5.3.3 Gi ao thức BGP với việc phân bổ nhãn 53

2.6 TỔNG KẾT CHƯƠNG 54

CHƯƠNG 3: ĐỊNH TUYẾN LUƯ LƯỢNG TRONG MẠNG MPLS 55

3.1 ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG MPLS 55

3.1.1 Định tuyến dựa trên sự ràng buộc 56

3.1.1.1 Định tuyến trạng thái IGP mở rộng (Enhanced Link-State IGP) 57

3.1.1.2 Giải pháp kỹ thuật lưu lượng 58

3.1.2 Giao thức phân phối nhãn định tuyến dựa trên sự ràng buộc 59

3.1.2.1 Thiết lập và duy trì CR-LDP 60

3.1.2.2 Gi ao thức định tuyến cưỡng bức CR-LDP 62

3.2 KỸ THUẬT ĐIỀU KHIÊN TẮC NGHẼN FA 66

3.2.1 Phương pháp FA 67

CHÚ GIẢI THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẤT

Trang 7

RSVP-TE Wavelength Resvation

Trang 8

MỤC LỤC HÌNH VỄ

Hình 1.1 Định dạng cấu trúc nhãn 14

Hình 1.2 Ngăn xếp nhãn 15

Hình 1.3 Minh họa lớp chuyển tiếp tương đương 16

Hình 1.4 Các kiểu node MPLS 17

Hình 1.5 Điều khiển độc lâp 18

Hình 1.6 Điều khiển theo yêu cầu 18

Hình 1.7 Các kịch bản phân bổ nhãn 21

Hình 1.8 Thủ tục LSR hướng xuống(downstream) 22

Hình 1.9 Vị trí nhãn MPLS trong khung lớp 2 24

Hình 1.10 Cơ cấu trao đổi thông tin 26

Hình 1.11 Cơ chế thiết lập kênh ảo điều khiển MPLS 27

Hình 2.1 Mô hình mạng đơn giản 31

Hình 2.2 Lựa chọn đường sử dụng phương pháp định tuyến tĩnh 32

Hình 2.3 Lựa chọn đường sử dụng phương pháp định tuyến OSPF 33

Hình 2.4 Lựa chọn đường sử dụng phương pháp định tuyến RIP 34

Hình 2.5 Phân chia lưu lương dựa theo định tuyến tĩnh 35

Hình 2.6 Chia lưu lượng thành hai phần 36

Hình 2.7 Phân loại lưu lượng dựa trên địa chỉ nguồn 37

Hình 2.8 Phân loại lưu lượng dựa trên ToS và kích cỡ gói PS 38

Hình 2.9 The fish problem 39

Hình 2.10 Xây dựng PVC 40

Hình 2.11 So sánh chuyển tiếp giữa MPLS và chuyển tiếp IP 43

Hình 2.12 Tắc nghẽn gây ra bởi kỹ thuật chọn đường ngắn nhất 45

Hình 2.13 Giải pháp cho vấn đề sử dụng kỹ thuật lưu lượng 46

Hình 2.14 Giao thức LDP với các giao thức khác 48

Hình 2.15 Thủ tục phát hiện LSR lân cận 50

Hình 2.16 Sự mở rộng cho RSVP để thiết lập một ER-LDP 52

Hình 3.1 Định tuyến dựa trên sự ràng buộc 57

Hình 3.2 Tránh tắc nghẽn 58

Hình 3.3 Sự chia sẻ tải 59

Hình 3.4 Thiết lập đường dẫn CR-LDP 60

Hình 3.5 Ví dụ về CSPF 65

Hình 3.6 Sự thiết lập lưu lượng 68

Hình 3.7 Lưu lượng nội bộ thêm vào là nguyên nhân của xác xuất tổn thất đi tới giá trị ngưỡng cho bộ đệm 69

Trang 9

Hình 3.8 Cấu hình các bộ đệm dọc theo LSP 69Hình 3.9 Cấu hình các bộ đệm dọc theo LSP 69Hình 3.10 Lưu lượng truyền tải giữa nguồn phát và nguồn đích 69

MỤC LỤC BẢNG

Bảng 1.1 Các loại LSR trong mạng MPLS 17Bảng 3.1 Định dạng bản tin Label Request CR-LDP 61

Trang 10

CHƯƠNG 1: TỎNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ MPLS

1.1 KHÁI NIỆM Cơ BẢN VÈ MPLS

Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS là kết quả của quá trình phát triển nhiềugiải pháp chuyển mạch IP, đây là công nghệ chuyển mạch được đưa ra bởi IETF và đãnhận được các quan tâm đặc biệt từ các nhà cung cấp dịch vụ Internet ISP

MPLS là một công nghệ tích hợp tốt nhất các khả năng hiện tại để phân phátgói tin từ nguồn tới đích qua mạng Internet Có thể định nghĩa MPLS là một tập cáccông nghệ mở dựa vào chuẩn Internet mà kết họp chuyển mạch lóp 2 và định tuyếnlóp 3 để chuyển tiếp gói tin bằng cách sử dụng các nhãn ngắn có chiều dài cố định

MPLS cho phép các ISP họp nhất các mạng sử dụng các công nghệ khác nhauvào trong một mạng duy nhất, và đặc biệt quan trọng là cho các nhà ISP đạt được việcđiều khiển lưu lượng một cách chính xác tại lóp IP MPLS sử dụng định tuyến cưỡngbức để xác định các đường mà luồng lưu lượng sẽ đi ngang qua đó và xác định đích tớicủa các gói chuyển mạch nhãn sử dụng các đường được xác định trước đó

Bằng cách sử dụng các giao thức điều khiển và định tuyến Internet, MPLS cungcấp chuyển mạch hướng kết nối ảo qua các tuyến Internet bằng cách sử dụng các nhãn

và trao đổi nhãn MPLS bao gồm việc thực hiện các đường chuyển mạch nhãn LSP, nócũng cung cấp các thủ tục và các giao thức cần thiết để phân phối các nhãn giữa cácchuyển mạch và các bộ định tuyến

Nghiên cún MPLS đang được thực hiện dưới sự bảo trợ của nhóm làm việcMPLS trong IETF MPLS vẫn là một sự phát triển tưong đối mới, nó mới chỉ đượctiêu chuẩn hoá theo Internet vào đầu năm 2001 Sử dụng MPLS để trao đổi khe thờigian TDM, chuyển mạch không gian và các bước sóng quang là những phát triển móinhất Các nỗ lực này được gọi là GMPLS (Generalized MPLS)

Nhóm làm việc MPLS đưa ra danh sách với 8 bước yêu cầu để xác định MPLS,

❖

Trang 11

S MPLS cần xác định và ngăn chặn chuyển tiếp vòng.

S MPLS Phải hoạt động tốt trong mạng phân cấp.

Chỉ rõ các giao thức được tiêu chuẩn hoá nhằm duy trì và phân phối nhãn để hỗtrợ định tuyến dựa vào đích multicast mà việc chuyển tiếp được thực hiện bằng cáchtrao đổi nhãn

Chỉ rõ các giao thức được tiêu chuẩn hoá nhằm duy trì và phân phối nhãn để hỗtrợ phân cấp định tuyến mà việc chuyển tiếp được thực hiện bằng cách trao đổi nhãn

Chỉ rõ các giao thức được tiêu chuẩn hoá nhằm duy trì và phân phối nhãn để hỗtrợ các đường riêng dựa vào trao đổi nhãn Các đường này có thể khác so với cácđường đã được tính toán trong định tuyến IP thông thường Các đường riêng rất quantrọng trong các ứng dụng TE

Chỉ ra các thủ tục được tiêu chuẩn hoá để mang thông tin về nhãn qua các côngnghệ lớp 2

Chỉ ra một phương pháp tiêu chuẩn nhằm hoạt động cùng với ATM ở mặt

Trang 12

chức năng LSR/LER (Label Switch Router/Label Edge Router) có thể được đưa vào

chuyển mạch ATM hoặc chuyển mạch quang đon giản bằng phần mềm nâng cấp

Một lợi ích nữa mà MPLS cung cấp là việc nâng cấp giao thức có thể thực hiện

dễ dàng vì các thành phần điều khiển và chuyển tiếp là riêng biệt Thành phần chuyểntiếp tương ứng với việc truyền gói dựa trên bảng định tuyến Thành phần điều khiểntương ứng với việc kiến tạo và duy trì bảng định tuyến, cũng như đang liên kết với cácthành phần điều khiển của các nút khác để truyền thông tin định tuyến

1.2.1 Các khái niệm CO’ bản của chuyển mạch nhãn

Nhãn

Nhãn là một thực thể độ dài ngắn, cố định và không có cấu trúc bên trong.Nhãn không trực tiếp mã hoá thông tin của mào đầu lóp mạng như địa chỉ lóp mạng.Nhãn được gán vào một gói tin cụ thể sẽ đại diện cho một FEC mà gói tin đó được ấnđịnh

Thường thì một gói tin được ấn định cho một FEC (hoàn toàn hoặc một phần)dựa trên địa chỉ đích lóp mạng của nó Tuy nhiên nhãn không bao giờ là mã hoá củađịa chỉ đó

Hình 1 ỉ Định dạng cấu trúc nhãn

MPLS định nghĩa một tiêu đề có độ dài 32 bit và được tạo nên tại LSR vào Nóphải được đặt ngay sau tiêu đề lóp 2 bất kì và trước một tiêu đề lóp 3, ở đây là IP vàđược sử dụng bởi LSR lối vào đổ xác định một FEC, lóp này sõ được xót lại trong vấn

đề tạo nhãn Sau đó các nhãn được sử lí bởi LSR chuyển tiếp

Trang 13

s Nhãn: Giá trị 20 bit, giá trị này chứa nhãn MPLS.

S S: bit ngăn xếp, sử dụng để xắp xếp đa nhãn

s TTL: Thời gian sống, 8bit, đặt ra một giới hạn mà các gói MPLS có thể đi

qua

Đối với các khung ppp hay Ethernet giá trị nhận dạng giao thức P-ID (hoặcEthertype) được chèn thêm vào mào đầu khung tương ứng để thông báo khung làMPLS unicast hay multicast

Hình 1.2 Ngăn xếp nhãn

Bộ định tuyến chuyến mạch nhãn LSR

Là thiết bị bộ định tuyến hoặc chuyển mạch sử dụng trong mạng MPLS đểchuyển các gói tin bằng thủ tục phân phối nhãn Có một số loại LSR cơ bản sau: LSRbiên, ATM-LSR, ATM-LSR biên

Lớp chuyến tiếp tương đương FEC

FEC là khái niệm được dùng để chỉ một nhóm các gói được đối xử như nhauqua mạng MPLS ngay cả khi có sự khác biệt giữa các gói tin này thể hiện trong tiêu đềlóp mạng Trong lóp chuyển tiếp tương đương chứa 3 thành phần cơ bản: tiền tố địa

Trang 14

ATM-LSR Sử dụng giao thức MPLS trong mạng điều khiển đế thiết lập kênh ảo

ATM Chuyển tiếp tế bào đến nút ATM-LSR tiếp theo.

ATM-LSR biên Nhận gói có nhãn hoặc không nhãn, phân vào các tế bào A TM và

gửi các tế bào đến nút ATM-LSR tiếp theo Nhận các tế bào ATM từ ATM-LSR lân cận, tái tạo các gói từ các tế bào ATM và chuyến tiếp gói có nhãn hoặc không nhãn.

LSR biên LSR lõi LSR lõi LSR biên

Cơ sở dữ liệu nhãn LIB

Là bảng kết nối trong LSR có chứa các giá trị nhãn/FEC được gán vào cổng racũng như thông tin về đóng gói phương tiện truyền

Gói tin dán nhãn

Một gói tin dán nhãn là một gói tin mà nhãn được mã hoá trong đó Trong mộtvài trường hợp, nhãn nằm trong tiêu đề của gói tin dành riêng cho mục đích dán nhãn.Trong các trường họp khác, nhãn có thể được đặt chung trong tiêu đề lóp mạng và lópliên kết dữ liệu miễn là ở đây có trường có thể dùng được cho mục đích dán nhãn.Công nghệ mã hoá được sử dụng phải phù họp với cả thực thể mã hoá nhãn và thựcthể giải mã nhãn

Ân định và phân bo nhãn

Trong mạng MPLS, quyết định để kết họp một nhãn L cụ thể với một FEC F cụthể là do LSR phía trước thực hiện LSR phía trước sau khi kết họp sẽ thông báo vớiLSR phía sau về kết họp đó Do vậy các nhãn được LSR phía trước ấn định và các kếthọp nhãn được phân phối theo hướng từ LSR phía trước tới LSR phía sau

theo yêu cầu Hai hình vẽ dưới đây mô tả các kiểu điều khiển này, trên hình 1.5 vàhình 1.6 Trên hình 1.5, LSR-1 sử dụng OSPF để phát hành tiền tố địa chỉ 192.168/19tới ATM-LSR, sau khi nhận được phát hành này LSR-ATM độc lập gán nhãn vàotrong luồng FEC và phát hành địa chỉ nhãn này tới các LSR lân cận, các nhãn là cácnhãn rỗi được lấy ra từ ngăn xếp nhãn Ưu điểm cơ bản của phưong pháp này là cácnhãn

được gán chỉ khi có phát hành địa chỉ, giả thiết là mạng có độ hội tụ định tuyến nhanh(các

bảng định tuyến trong miền định tuyến ổn định và đồng bộ vói các bộ định tuyến khác)thì

bước hên kết gán nhãn được thực hiện rất nhanh Tuy nhiên, các bộ định tuyến chuyểnmạch nhãn phải thiết lập thoả thuận với các LSR lân cận về lóp chuyển tiếp tương

LSR-l

IP \ 1 2 \

AIM-LSR LSR-2

Hình 1.6 Điều khiến theo yêu cầu

Trang 15

Phương pháp điều khiển gán nhãn theo yêu cầu đảm bảo chắc chắn rằng tất cảcác LSR trên đường dẫn chuyển mạch nhãn sử dụng cùng FEC được khởi tạo gánnhãn Mặt hạn chế của phương pháp này là thời gian thiết lập LSP, một số quan điểmcho rằng phương pháp này có vẻ kém hiệu quả, một số khác lại cho rằng phương phápđiều khiển gán nhãn theo yêu cầu sẽ hỗ trợ rất tốt cho vấn đề định tuyến ràng buộc.Trên thực tế, công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS thực hiện cả haiphương pháp trên

Ngăn ngừa các thông tin trên tuyến vòng lặp trước khi gói tin chuyển trên đó

Giảm bớt hậu quả vòng lặp

Từng bước hạn chế ảnh hưởng bất lợi do vòng lặp gây ra Hầu hết các giao thứcđịnh tuyến thuần IP đều không có khả năng chống lại hiện tượng vòng lặp thời gianngắn, chuyển tiếp IP sử dụng tiếp cận thứ 2 là giảm bớt sự bất lợi do vòng lặp gây ra.Trường thời gian sống TTL (Time to Live) trong gói tin sẽ giảm dần từng bước chođến khi bằng “0” thì gói tin đó bị huỷ bỏ Trong rất nhiều trường hợp, MPLS có thểthực hiện chính xác các giải pháp của giao thức IP đưa ra vì trong gói tin MPLS cóchứa trường chức năng TTL, nhưng có trường hợp gói tin không chứa trường chứcnăng TTL, thì giải pháp được thực hiện tại LSR như trong chuyển mạch thẻ của Ciscothực hiện, TSR sử dụng một phần tài nguyên cho theo dõi lun lượng, ngăn chặn sựtăng đột biến lưu lượng khi xảy ra định tuyến lặp TSR có thể tính toán các bước nhảykhi liên kết nhãn được phân phối theo yêu cầu Một trường tính toán bước nhảy cótrong giao thức phân phối nhãn Yêu cầu liên kết truyền theo hướng các nút ra của mộttuyến chuyển mạch thẻ, nếu trong lúc xử lý tính toán nút có giá trị bằng “0” thì cónghĩa là yêu cầu liên kết bị lỗi Như vậy, giải pháp được đưa ra thể hiện trên chính

Trang 16

phép định tuyến tái hội tụ, và đó được coi là cách tốt nhất để đảm bảo rằng các bộ địnhtuyến không bị quá tải với các gói tin chuyển tiếp vòng Trong ATM-LSR, nếu các góitin đang lặp vòng và chiếm một không gian bộ nhớ đệm, thì các chuyển mạch vẫn cóthể chuyển đi các gói tin cập nhật định tuyến, các gói tin này sẽ đảm bảo cho các tuyếnđược hội tụ Thậm chí nếu mạch vòng không phải là kiểu tạm thời (có thể do nhầm lẫnkhi cấu hình hệ thống), thì ATM-LSR vẫn còn chức năng xử lý gói tin điều khiển vàchuyển tiếp các gói tin không lặp vòng, nếu tài nguyên chuyển mạch bị tiêu tổn chovòng

lặp có giới hạn

Kỹ thuật phát hiện mạch vòng trong MPLS được phát triển như một phần củakiến trúc ARIS, dựa trên ý tưởng gọi là vecto đường dẫn Tính năng này là tuỳ chọntrong MPLS và không áp dụng cho tất cả các trường hợp, nhưng nó yêu cầu các LSRphải cấu hình được Một vectơ đường dẫn một danh sách các LSP mà có các bản tinLabel Request và bản tin Label Mapping được chuyển qua Neu có hiện tượng mạchvòng xảy ra thì trên chính các LSR sẽ nhận thấy các bản tin đi vòng, hoặc bản tin yêucầu chứa đúng địa chỉ của nó, vì vậy mạch vòng sẽ được phát hiện và huỷ bỏ

Cuối cùng, một tiếp cận ngăn ngừa mạch vòng được phát triển bởi chính MPLSdựa trên khái niệm các mạch màu (colored threads), đây là khái niệm hoàn toàn mới vàchưa từng xuất hiện trong các tiếp cận về chuyển mạch nhãn trước đây, tiếp cận nàygắn với LSR-ATM nhưng nó có thể hoạt động tốt với bất kỳ LSR nào, tiếp cận nàyyêu cầu cơ chế điều khiển LSP, ý tưởng của tiếp cận colored theads khá đơn giản,chúng ta mô hình hoá các tiến trình xử lý thiết lập một LSP như một phần mở rộng củacác mạch mầu từ bộ định tuyến đầu vào tới đầu ra Neu mạch bị vòng lặp các bộ địnhtuyến sẽ nhận thấy chỉ một mầu mà nó đã chọn trước và sau khi vòng lặp Tại điểmnày, nó sẽ ngắt xử lý thiết lập LSP cho đến khi mạch vòng bị bẻ gẫy

Trang 17

Không gian nhãn 1 -5000

V LSR Rd đóng gói nhãn LI vào trong FEC F và phân bổ tới LSR Rul

V LSR Rd đóng gói nhãn L2 vào trong FEC F và phân bổ tới LSR Ru2

V LSR Rd đóng gói nhãn L vào trong FEC F1 và phân bổ tới LSR Rul

V LSR Rd đóng gói nhãn L vào trong FEC F2 và phân bổ tới LSR Ru2

Đối với kịch bản 1 và 2, nó là vấn đề cục bộ nó buộc có cùng FEC, tức làL1=L2, trong khi kịch bản 3 và 4 thì cần có các luật sau được áp dụng: Neu Rd có thểxác định, khi nó nhận gói có nhãn L từ Rul hoặc Ru2 thì nó cũng không yêu cầuL1=L2 Vì vậy, với kịch bản 3 và 4 Rd sử dụng các không gian nhãn khác nhau đểphân bổ chúng tới Rul và Ru2, đó là ví dụ của không gian nhãn tồn tại trên cùng giaodiện

1.4.4 Chế độ duy trì nhãn

Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS có 4 chế độ để duy trì và loại bỏ một

Trang 18

và có ảnh hưởng rất lớn đối vói những thiết bị lưu trừ bảng định tuyến trong phầncứng như ATM-LSR Thông thường chế độ duy trì bảo thủ nhãn được sử dụng trongcác ATM-LSR Còn nếu LSR được hỗ trợ phương thức duy trì bảo thủ thì các liên kếtnhãn này bị huỷ bỏ Khi LSR hoạt động ở chế độ duy trì bảo thủ, nó sẽ chỉ giữ nhữnggiá trị Nhãn/FEC mà nó cần tại thòi điểm hiện tại.

1.4.5 Phát hành và sử dụng nhãn

Kỹ thuật phân phối nhãn được sử dụng để phân phối và phát hành nhãn đã được

mô tả trên đây, điều khiển liên kết nhãn theo đường lên và đường xuống đã được trìnhbày trong các phần trước Trong phần này chúng ta xem xét một số mô tả điều hànhcủa quá trình phát hành và sử dụng nhãn, là sự phối hợp của các vấn đề đã trình bày đã

Hình 1.8 Thủ tục LSR hướng xuổng(downstream)

LSR downstream

Thủ tục yêu cầu:

s Đẩy không điều kiện.

s Đẩy có điều kiện.

s Kéo không điều kiện.

s Kéo có điều kiện.

Trang 19

LSR upstream

Thủ tục yêu cầu:

V Không theo yêu cầu

V Yêu cầu khi cần

V Yêu cầu theo yêu cầu

Thủ tục không khả dụng:

V Thử lại yêu cầu

V Không yêu cầu thử lại

Thủ tục giải phóng

1.5 CÁC CHÉ Độ HOẠT ĐỘNG CỦA MPLS

Có hai chế độ hoạt động tồn tại với MPLS: Chế độ khug (Frame-mode) và chế

độ tế bào(Cell-mode) Các chế độ hoạt động này được phân tích chi tiết như sau

1.5.1 Chế độ khung

Chế độ hoạt động này xuất hiện khi sử dụng MPLS trong môi trường các thiết

bị định tuyến thuần điều khiển các gói tin IP điểm- điểm Các gói tin gán nhãn đượcchuyển tiếp trên cơ sở khung lớp 2 Quá trình chuyển tiếp một gói tin IP qua mạngMPLS được thực hiện qua một số bước cơ bản sau đây:

Do nhãn MPLS được chèn vào vị trí như vậy nên bộ định tuyến gửi thông tin

phải có phương tiện gì đó thông báo cho bộ định tuyến nhận biết rằng gói đang đượcgửi đi không phải là gói IP thuần mà là gói có nhãn (gói MPLS) Để đơn giản chứcnăng này, một số dạng giao thức mới được định nghĩa trên lớp 2 như sau:

V Trong môi trường LAN, các gói có nhãn truyền tải gói lớp 3 unicast haymulticast sử dụng giá trị 8847H và 8848H cho dạng ethernet Các giá trị nàyđược sử dụng trực tiếp trên phương tiện ethernet (bao gồm cả fast ethemet vàGigabit ethemet)

V Trên kênh điểm-điểm sử dụng tao dạng PPP, sử dụng giao thức điều khiểnmạng mới được gọi là MPLSSCP (giao thức điều khiển MPLS) Các góiMPLS được đánh dấu bởi giá trị 8281H trong trường giao thức PPP

V Các gói MPLS truyền qua chuyển chuyển dịch khung DLCI giữa một cặprouter được đánh dấu bởi nhận dạng giao thức lớp mạng SNAP của chuyểndịch khung (NLPID), tiếp theo tiêu đề SNAP với giá trị 8847H cho dạngethemet

V Các gói MPLS truyền giữa một cặp router qua kênh ảo ATM Forum đượcđóng gói với tiêu đề SNAP sử dụng giá trị cho dạng ethemet như trong môitrường LAN

Khung lóp

Số liệu lóp 3(Gói IP) Nhãn MPLS Tiêu để lóp 2

Trang 20

unicast) FEC tương đương vói pretĩx trong bảng định tuyến IP Như vậy, nhãn đượcgán cho mỗi preííx trong bảng định tuyến IP và bảng chuyển đổi chứa trong LIB Bảngchuyển đổi định tuyến này được cập nhập liên tục khi xuất hiên những tuyến nội vùngmới, nhãn mới sẽ được gán cho tuyến mới.

Do LSR gán nhãn cho mỗi tiền tố IP trong bảng định tuyến của chúng ngay saukhi preííx xuất hiện trong bảng định tuyến và nhãn là phương tiện được LSR khác sửdụng khi gửi gói tin có nhãn đến chính LSR đó nên phương pháp gán và phân phốinhãn này đươc gọi là gán nhãn điều khiển độc lập với quá trình phân phối ngượckhông theo yêu cầu

Việc liên kết cá nhãn được quảng bá ngay đến tất cả các định tuyến thông quagiao thức phân bổ nhãn LDP

1.5.2 Chế độ hoạt động tế bào MPLS

Khi xem xét triển khai MPLS qua ATM cần phải giải quyết một số trở ngại sau

đây:

V Hiện tại không tồn tại một cơ chế nào cho việc trao đổi trực tiếp các gói

IP giữa 2 nút MPLS cận kề qua giao diện ATM Tất cả các số liệu trao đổiqua giao diện ATM phải được thực hiện qua kênh ảo ATM

V Các tổng đài ATM không thể thực hiện việc kiểm tra nhãn hay địa chỉ lớp

3 Khả năng duy nhất của tổng đài ATM đó là chuyển đổi vc đầu vàosang vc đầu ra của giao diện ra

Như vậy cần thiết phải xây dựng một số cơ chế để đảm bảo thực thi MPLS quaATM như sau:

Trang 21

ATM-LSR: Là tổng đài ATM sử dụng giao thức MPLS trong mảng điều khiển và thực

hiện chuyển tiếp MPLS giữa các giao diện LC-ATM trong mảng số liệu bằng chuyểnmạch tế bào ATM truyền thống

LSR dựa trên khung: Là LSR chuyển tiếp toàn bộ các khung giữa các giao diện của nó.

Router truyền thống là một ví dụ cụ thể của LST loại này

Miền ATM-LSR: Là tập hợp các ATM-LSR kết nối với nhau qua các giao diện

LS-ATM

ATM-LSR biên: Là LSR dựa trên khung có ít nhất một giao diện LC-ATM.

Kết noi trong mảng điều khiến qua giao diện LC-ATM

Cấu trúc MPLS đòi hỏi liên kết thuần IP giữa các mảng điều khiển của các LSR

Tli ông ti

Tra kết

o đổi nhăn

1 cr

Cí c gói t

LSPMảng điều khiển Giao thức định tuyến IP

Hình 1.10 Cơ cẩu trao đối thông tin

Đe cung cấp kết nối thuần IP giữa các ATM-LSR có 2 cách sau

đây:

S Thông qua kết nối ngoài băng như kết nối Ethernet giữa các tổng đài.

Trang 22

Kênh ảo điều khiển MPLS vc thông thường sử dụng giá trị VPI/VCI là 0/32 vàbắt buộc phải sử dụng phương pháp đóng gói LLC/SNAP cho các gói IP theo tiêuchuẩn RFC 1483 Khi triển khai MPLS trong tổng đài ATM (ATM-LSR) phần điềukhiển trung tâm của tổng đài ATM phải hỗ trợ thêm báo hiệu MPLS và giao thức thiếtlập kênh vc Hai loại giao thức này hoạt động song song (ships-in-the-night) Một sốloại tổng đài có khả năng hỗ trợ ngay cho những chức năng mới này (Cisco), một sốloại khác có thể nâng cấp với phần sụn (íĩrmvvare) mới Trong trường họp này, bộ điềukhiển MPLS bên ngoài có thể được bổ sung vào tổng đài để đảm đương chức năngmới Liên lạc giữa tổng đài và bộ điều khiển ngoài này chỉ hỗ trợ các hoạt động đơngiản như thiết lập kênh vc còn toàn bộ báo hiệu MPLS giữa các nút được thực hiệnbởi bộ điều khiển bên ngoài Hình 1.11 cơ chế thiết lập kênh ảo điều khiển MPLS.

Hình 1.11 Cơ chế thiết lập kênh ảo điều khiến MPLS Chuyển tiếp các gói có nhãn qua miền ATM-LSR

Việc chuyển tiếp các gói nhãn qua miền ATM-LSR được thực hiện trực tiếpqua các bước sau:

V ATM-LSR biên lối vào nhận gói có nhãn hoặc không nhãn, thực hiện việckiểm tra cơ sở dữ liệu chuyển tiếp FIB hay cơ sở dừ liệu chuyển tiếp nhãnLFIB và tìm ra giá trị VPI/VCI đầu ra để sử dụng như nhãn lối ra Các gói cónhãn được phân chia thành các tế bào ATM và gửi đến ATM-LSR tiếp theo.Giá trị VPI/VCI được gắn vào tiêu đề của từng tế bào

V Các nút ATM-LSR chuyển mạch tế bào theo giá trị VPI/VCI trong tiêu đề

Trang 23

V ATM-LSR biên lối ra (khỏi miền ATM-LSR) tái tạo lại các gói có nhãn từcác tế bào, thực hiện việc kiểm tra nhãn và chuyển tiếp tế bào đến LSR tiếptheo Việc kiểm tra nhãn dựa trên giá trị VPI/VCI của tế bào đến mà khôngdựa vào nhãn trên đỉnh của ngăn xếp trong tiều đề nhãn MPLS do ATM-LSRgiữa các biến của miền ATM-LSR chỉ thay đổi giá trọ VPI/VCI mà khôngthay đôur nhãn bên trong các tế bào AT Lưu ý rằng nhãn đỉnh của ngăn xếpđược lập giá trị bằng 0 bởi ATM-LSR biến lối vào trước khi gói có nhãnđược phân chia thành các tế bào

Phân phoi nhãn trong miền ATM-LSR

Việc phân bổ và phân phổi nhãn trong chế độ hoạt động này có thể sử dụng cơchế giống như trong chế độ hoạt động khung Tuy nhiên nếu triển khai như vậy sẽ dẫnđến một loạt các hạn chế bởi mỗi nhãn được gán qua giao diện LC-ATM tương ứngvới một ATM-VC Vì số lượng kênh vc qua giao diện ATM là hạn chế nên cần giớihạn số lượng vc phân bổ qua LC-ATM ở mức thấp nhất Để đảm bảo được điều đó,các LSR phía sau sẽ đảm nhận trách nhiệm yêu cầu phân bổ và phân phối nhãn quagiao diện LC-ATM LSR phía sau cần nhãn để gửi gói đến nút tiếp theo phải theo yêucầu nhãn từ LSR phía trước nó Thông thường các nhãn được yêu cầu dựa trên nộidung bảng định tuyến mà không dựa vào luồng dữ liệu, điều đó đòi hỏi nhãn cho mỗiđích trong phạm vi của nút kế tiếp qua giao diện LC-ATM

LSR phía trước có thể đon giản phân bổ nhãn và trả lời yêu cầu cho LSR phíasai với bản tin trả lời tuơng ứng Trong một số trường họp, LSR phía trước có thể phải

có khả năng kiểm tra địa chỉ lóp 3( nếu nó không còn nhãn phía trước yêu cầu chođích) Đối với tổng đài ATM, yêu cầu như vậy sẽ không được trả lời bởi chỉ khi nào

nó có nhãn được phân bổ cho đích phía trước thì nó mới trả lời yêu cầu Neu LSR không có nhãn phía trước đáp ứng yêu cầu của LSR phía sau thì nó sẽ yêu cầunhãn từ LSR phía trước nó và chỉ trả lời khi đã nhận được nhãn từ LSR phía trước nó

ATM-Hợp nhất vc

Vấn đề hợp nhất vc (gán cùng vc cho các gói đến cùng đích) là một vấn đềquan trọng cần thiết giải quyết đối với các tổng đài ATM trong mạng MPLS Để tối ưuhóa quá trình gán nhãn ATM-LSR có thể sử dụng lại nhãn cho các gói đến cùng đích

Trang 24

họp này, ATM-LSR phải yêu cầu LSR phía trước nó nhãn mới mỗi khi LSR phía sau

nó đòi hỏi nhãn đến bất cứ đích nào ngay cả trong trường họp nó đã có nhãn phân bổcho đích đó Một số tổng đài ATM với thay đổi nhỏ trong phần cứng có thể đảm bảođược rằng 2 luồng tế bào chiếm cùng một vc không bao giờ xen kẽ nhau Các tổngđài này sẽ tạm lưu các tế bào trong bộ đệm cho đến khi nhận được tế bào có bít kếtthúc khung trong tiêu đề tế bào ATM Sau đó toàn bộ các tế bào này được truyền rakênh vc Như vậy bộ đệm trong các tổng đài này phải tăng thêm và một vấn đề mớixuất hiện đó là độ trễ qua tổng đài tăng lên Quá trình gửi kế tiếp các tế bào ra kênh

vc này được gọi là quá trình họp nhất kênh ảo vc Chức năng họp nhất kênh ảo vc

này giảm tối đa số lượng nhãn phân bổ trong miền ATM-LSR

1.6 TỔNG KÉT CHƯƠNG

Chương 1 đã trình bày khải quát các vẩn đề cơ bản liên quan tới công nghệ chuyên mạch nhãn đa giao thức MPLS Chuyên mạch nhãn đa giao thức MPLS được rất nhiều nhà cung cấp và khai thác thiết bị thực hiện triến khai trên mạng lôi, MPLS

có khả năng đáp ứng tốt mạng truyền thông đa dịch vụ Các thành phần và chế độ hoạt động của MPLS và các thiết bị trong mạng MPLS được đưa ra là một trong

Trang 25

2.1 KHÁI NIỆM KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG

Khi đối mặt với sự phát triển và mở rộng mạng có hai vấn đề kỹ thuật cần quantâm: kỹ thuật mạng (network engineering) và kỹ thuật lưu lương (Traffic Engineering)

Kỹ thuật mạng là tổ chức mạng phù hợp với lưu lượng Ban đầu phải có sự dự đoán tốtnhất về lưu lượng trên mạng để sử dụng các mạch và các thiết bị mạng (router,switch, ) thích họp Kỹ thuật mạng phải đảm bảo hiệu quả về sau này vì thời gian lắpđặt mạng có thể diễn ra lâu dài Kỹ thuật lưu lượng là thao tác trên lưu lượng để phùhọp với mạng Dù có cố gắng đến đâu thì lưu lượng mạng cũng không bao giờ đượcđáp ứng hoàn toàn (100%) so với dự tính Giữa thập niên 90 sự tăng trưởng lưu lượngvượt quá mọi dự tính và không thể nâng cấp mạng kịp thời được Đôi khi một sự kiệnnổi bật (sự kiện thể thao, vụ bê bối tài chính, một trang web phổ biến, ) làm đầy lưulượng mạng, điều này không thể tính toán trước được Do đó có thể tại một nơi nhucầu băng thông quá nhiều nhưng đồng thời có các đường liên kết (link) khác chưađược 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 Kỹ thuật lưu lượng trong MPLS nhằm đạt đến kỹ thuật điềukhiển lưu lượng hướng kết nối tốt nhất và kết họp với định tuyến IP

2.2 VẤN ĐỀ LƯU LƯỢNG TRONG MẠNG IP

2.2.1 Xu hướng phát triển trong mạng IP

Xu hướng đang diễn ra với mạng truyền thông là IP hoá IP hoá được hiểu trênhai khía cạnh Thứ nhất, các luồng thông tin như dữ liệu, thoại, hình ảnh được tích họptrên bộ giao thức TCP/IP Nói cách khác bộ giao thức TCP/IP cho phép nhiều loại hìnhthông tin đi trên nó Thứ hai, trước đây mạng viễn thông được xây dựng dựa trên cáccông nghệ TDM, X25, FR, ATM, còn TCP/IP được coi là thuộc phía khách hàng Haytrước đây mạng viễn thông chỉ tạo ra các dịch vụ mạng WAN để kết nối các trụ sở củacác nhà quản trị mạng IP Thì từ khi mạng NGN, mạng hội tụ và mạng cộng hưởng rađời thì các nhà quản trị mạng viễn thông không chỉ đon thuần coi TCP/IP thuộc vềphía khách hàng nữa TCP/IP được coi là nền tảng của mạng Internet, nó có tính năng

để đáp ứng yêu cầu của mạng viễn thông công cộng

Trang 26

trong mạng IP Không phải bây giờ mạng IP mới cần giải quyết vấn đề lưu lượng.Cùng vói sự phát triển của giao thức định tuyến, với chức năng chính là định tuyếnđường đi tốt nhất cho các gói tin IP Bên cạnh đó, định tuyến cũng để lại vấn đề lưulượng Tuy nhiên, người ta cũng đã chứng minh được rằng có thể sử dụng định tuyếnnhư một kĩ thuật để điều khiển lưu lượng trong mạng IP.

2.2.2 Bài toán lưu lưọ’ng

Chúng ta xem xét một mạng đơn giản như hình 2.1 Mạng bao gồm các bộ địnhtuyến Rl, R2, R3, R4, R5 cùng thuộc một miền quản trị Các bộ định tuyến được kếtnối với nhau như hình vẽ Xét hai luồng lưu lượng I-I’, Il-ir vào RI và ra R5

Theo hình vẽ dễ thấy có hai đường đi có thể lựa chọn cho hai luồng lưu lượng

trên:

R4

Hình 2.1 Mô hình mạng đơn giản

Với cấu hình này, nhà 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

Trang 27

Hình 2.2 Lựa chọn đường sử dụng phương pháp định tuyến tĩnh

Thứ hai là sử dụng định tuyến động Đó là sử dụng một trong các giao thứcđịnh tuyến IGP như RIP, OSPF, IS-IS VỚĨ giải pháp này, các bộ định tuyến tụ- độngxây dựng và cập nhật bảng định tuyến của mình bằng cách trao đổi, thu thập thông tinđịnh tuyến, tìm ra đường đi ngắn nhất Hai phương pháp này có những ưu nhược điểmriêng Định tuyến tĩnh không đòi hỏi việc trao đổi thông tin định tuyến nhưng cónhược điểm là không thích ứng với sự thay đổi cấu hình mạng Sử dụng các giao thứcđịnh tuyến IGP cho phép thích ứng nhanh với sự thay đổi cấu hình mạng nhưng lại tốnmột lượng băng thông cho việc trao đổi thông tin định tuyến Thường thì định tuyếnđộng được áp dụng cho mạng IP cỡ lớn

Việc lựa chọn định tuyến động cho mạng IP cỡ lớn đồng nghĩa với việc sử dụngmột trong các giao thức định tuyến Giao thức định tuyến có chức năng là tìm rađường đi ngắn nhất cho các gói tin IP từ một bộ định tuyến tới đích Đoạn đường từmỗi bộ định tuyến tới các mạng đích được đo bằng tham số metric Metric có thể dựatrên một đặc tính đơn của đường hay có thể tính toán dựa trên một vài đặc tính Metric

có thể tính toán theo các tham số sau:

V Bandwidth: băng thông của các liên kết

V Delay: độ trễ (độ dài thời gian yêu cầu để chuyển một gói tin trên toàn liênkết từ nguồn tới đích Độ trễ phụ thuộc vào băng thông của các liên kết

Trang 28

V Hop count: số trạm trung gian, số các bộ định tuyến mà một gói tin phải điqua trước khi tới đích Khi dữ liệu đi qua một bộ định tuyến, đó là một hop.Nếu có nhiều đường cùng tới một đích, bộ định tuyến chọn đường với sốhop là ít nhất.

V 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 metricthường chỉ dựa vào một vài tham số hoặc chỉ dựa trên một tham số Như với giao thứcđịnh tuyến RIP, việc tính toán quãng đường dựa trên tham số hop count Giao thứcđịnh tuyến OSPF, thường áp dụng trong miền quản trị đơn, tính toán đường dựa trêntham số bandwidth Điều này có nghĩa là khoảng cách ngắn nhất được giao thức địnhtuyến tính toán chỉ mang tính tương đối

Trong hình 2.1 nếu áp dụng giao thức định tuyến RIP thì cả hai luồng I-I’, II-II’

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

Cho dù OSPF là một giao thức định tuyến đon miền quản trị vượt trội nhấtnhưng luôn tồn tại một vấn đề cần xem xét mà nhà quản trị phải tìm cách giải quyết

Hình 2.3 Lựa chọn đường sử dụng phương pháp định tuyến OSPF

Trang 29

Hình 2.4 Lựa chọn đường sử dụng phương pháp định tuyến RIP

Nhận xét:

•S Trong mạng IP thông thông thưòng, các router hướng (forward) các gói tin

dựa trên địa IP chỉ đích

S Mỗi giao thức định tuyến đưa ra các tiêu trí riêng để tìm ra “quãng đường đi

ngắn nhất”, các tham số lựa chọn để tính quãng đường là rất ít

S Trong mạng, một tuyến (liên kết và nút) có lưu lượng đi qua là rất lớn thậm

trí có thể gây ra nghẽn cục bộ Trong khi một số tuyến có rất ít lưu lượng điqua nó

Có thể nói ngắn gọn, kĩ thuật lưu lượng trong mạng IP là tổng hợp nhiều kếhoạch và chính sách của nhà quản trị mạng để sao cho các liên kết được sử dụng mộtcách hiệu quả nhất, tránh hiện tượng tắc nghẽn cục bộ trên một vài liên kết trong khicác liên kết khác vẫn còn dư thừa

Có rất nhiều phưong pháp điều khiển lưu lượng khác nhau, nếu căn cứ vào mức

xử lý các gói tin tại các nút, có thể phân thành 3 phương pháp kĩ thuật lưu lượng, đólà:

Trang 30

hơn giải pháp kia, thường thì việc lựa chọn giải pháp điều khiển lưu lượng được ápdụng trong từng trường hợp cụ thể.

2.3 KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG TRONG MẠNG IP

Đây là một phương pháp được sử dụng đầu tiên để điều khiển lưu lượng trongmạng IP Phương pháp này phần nào khắc phục được tồn tại mà kế hoạch định tuyến

để lại

Kĩ thuật lưu lượng dựa trên chính sách định tuyến IP vẫn là phương pháp kháphổ biến, nhưng đây không phải là phương pháp tối ưu Phương thức chủ yếu để điềukhiển hướng lưu lượng IP đi qua mạng là sự thay đổi giá trị (cost) trên một liên kếtriêng biệt Không có cách họp lí để điều khiển hướng mà lưu lượng chấp nhận trên cơ

sở nơi mà lưu lượng đến từ đâu - mà chỉ là lun lượng sẽ đi tới đâu Sử dụng kĩ thuậtlưu lượng IP phù họp với nhiều mạng mạng lớn, tuy nhiên vẫn còn có một số vấn đề

mà kĩ thuật lưu lượng IP không giải quyết được

Các phần tử trong mạng IP ứng xử với các gói tin bằng các phân tích thông tinmào đầu của gói tin IP (điều khiển hướng gói)

Hình 2.5 Phân chia lưu lương dựa theo định tuyến tĩnh

Trang 31

R2 R3

Hình 2.6 Chia lưu lượng thành hai phần

Hoặc cũng với ví dụ này, có thể chia mỗi luồng lưu lượng thành hai phần, mỗiphần sẽ được hướng tới một đường khác nhau

Rõ ràng việc thiết lập các tuyến tĩnh cũng có thể giúp cho mạng phân chia đượctải Tuy nhiên:

V Không cho phép thích ứng khi topo mạng thay đổi

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

V Không cân bằng được tải trên các tuyến

Phương pháp này rất ít được sử dụng

Dễ dàng thấy, với một cấu hình mạng cho trước như giả thiết, nếu sử dụngchính sách định tuyến này sẽ xuất hiện một vấn đề mới đó là tính chủ quan trong việcphân tải Việc phân chia luồng lưu lượng đi trên các hướng chưa chắc đã triệt để Cóhai lí do Thứ nhất, việc phân chia luồng lưu lượng trên các tuyến được thực hiện mộtcách cảm tính thiếu chính xác Thứ hai, giả sử việc phân chia luồng lưu lượng mộtcách cảm tính là chính xác thì cũng chỉ chính xác tại một thời điểm nhất định chứkhông phải là mãi mãi

Trang 32

bộ định tuyến chỉ cần phân tích thông tin về địa chỉ đích của gói tin IP đó Khi áp dụngcác ‘điều kiện mở rộng’ tại các bộ định tuyến, ngoài địa chỉ đích ra còn một số thôngtin sau có thể xem xét khi đưa ra quyết định ứng xử:

s Địa chỉ nguồn

s Kích cỡ gói

s Loại ứng dụng (căn cứ vào địa chỉ cổng ứng dụng)

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

Khi đó, các phần tử của mạng được kích hoạt giao thức định tuyến và tính năng

Hình 2.7 Phân loại lưu lượng dựa trên địa chỉ nguồn

Trang 33

Hình 2.8 Phân loại lưu lượng dựa trên ToS và kích cỡ gói PS Nhận xét:

Kỹ thuật điều khiển lưu lượng dựa trên IP thực chất vẫn dựa trên các chính sáchđịnh tuyến bổ xung

Các nút mạng vẫn phải xử lý thông tin trong phần tiêu đề của gói tin IP (hướng

gói)

Neu sử dụng PBR, thông tin cần phải xử lý các các nút nhiều hơn thông thường

do cần phân tích các trường địa chỉ nguồn, ToS, PS

Việc phân chia luồng lưu lượng vẫn dựa trên phân tích cảm tính lưu lượng tạithời điểm tức thời

Cần có sự thống nhất về chính sách trên toàn mạng

“Tính động” trong điều khiển lưu lượng hầu như không có Nó chỉ có ưu điểmhơn định tuyến tĩnh là khả năng nhận biết thay đổi topo mạng

2.4 KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG TRONG MẠNG ATM

Trang 34

Hỉnh 2.9 The fish problem

Xét một mạng như hình vẽ, bài toán đặt ra là tìm đường đi từ bộ định tuyến R2đến R6 Để cân bằng tải có thể thay đổi trọng số của các liên kết để 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:

V R2-R5-R6

V R2-R3-R4-R6

Vì tất cả các liên kết cùng có giá trị (cost) như nhau, với hướng đi cơ sở đíchthông thường, tất cả các gói từ RI hay R7 mà đích tới là R6 được cùng hướng theođường R2-R5-R6 Vì tổng cost của tuyến đường này là thấp hơn so với đường R2-R3-R4-R6 Tuy nhiên, sẽ xảy ra vấn đề sau đây Giả sử rằng băng thông của tất cả các liênkết trong hình là 150 Mbps Neu RI gửi lưu lượng có băng thông 90Mbps và R7 gửilưu lượng có băng thông 100 Mbps cùng tới R6 Vậy điều gì sẽ xảy ra? R2 cố gắngchuyển tổng lưu lượng với băng thông 190 Mbps vào đường hầm có băng thông 150Mbps Điều này có nghĩa là R2 sẽ giảm bót phần lưu lượng 40 Mbps và không cho

Định dạng
Số trang	68
Dung lượng	1,87 MB