Nghiên cứu kỹ thuật lưu lượng tái định tuyến nhanh FRR trong mạng MANE của VNPT Đà Nẵng

TỔNG QUAN VỀ MẠNG MANE. CƠ CHẾ ĐỊNH TUYẾN LƯU LƯỢNG TRONG MPLS .KỸ THUẬT TÁI ĐỊNH TUYẾN NHANH FRR TRONG MẠNG MANE ĐÀ NẴNG. mô phỏng kịch bản lỗi mạng và giải pháp đảm bảo mạng được bảo vệ trong trường hợp lỗi xảy ra đã cho thấy sự cần thiết của các kỹ thuật nhằm bảo vệ mạng. Đối với 1 sự cố mạng thì có thể khắc phục bằng nhiều kỹ thuật khác nhau hoặc cần phải kết hợp của nhiều kỹ thuật bảo vệ. Với mạng MANE VNPT Đà Nẵng thì việc áp dụng kỹ thuật FRR sẽ đáp ứng được các yêu cầu ứng dụng thời gian thực. Tuy nhiên, do sự giới hạn về thời gian và điều kiện thực nghiệm đã không cho phép tác giả có thể thực hiện mô phỏng xây dựng mô hình mạng đúng với mạng MANE VNPT Đà Nẵng

MỞ ĐẦU

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Hiện nay khuynh hướng phát triển mạng đã có sự thay đổi, các nhà khai thácmạng viễn thông tập trung sự chú ý đến việc xây dựng mạng nội vùng, nội hạt nóichung và MAN tại các đô thị, thành phố nói riêng, nơi cần thiết phải đầu tư xâydựng, tổ chức lại để có thể đáp ứng được nhu cầu đa dạng hoá dịch vụ của người sửdụng, đưa dịch vụ đến gần với khách hàng hơn, đảm bảo việc kết nối với kháchhàng “mọi lúc, mọi nơi và với mọi giao diện” Mạng đô thị băng rộng MAN thế hệ

kế tiếp đã và đang được triển khai trong mạng truyền tải của các công ty viễn thông

Hệ thống mạng MAN Ethernet được VNPT xây dựng với mục tiêu:

- Thay thế hệ thống mạng thu gom thoại trên nền công nghệ SONET/SDHcũ

- Thiết lập hạ tầng truyền tải băng rộng

- Hướng tới cung cấp dịch vụ đa kênh: thoại, truyền dữ liệu, truy cập Internettrên cùng một đường dây

- Sử dụng MPLS với những cơ chế điều khiển lưu lượng để truyền tải cácbản tin Ethernet

- Sử dụng Ethernet - điển hình là PBT - với những cải tiến về định tuyến,chất lượng dịch vụ để xây dựng mạng

- Cải tiến MPLS để truyền tải dữ liệu mạng

Mạng MAN Ethernet mang đến rất nhiều ích lợi ích tiêu biểu như:

Trong những năm gần đây, mạng lưới viễn thông phát triển một cách mạnh

mẽ Xu hướng phát triển là tiến tới hội tụ về mạng và hội tụ về dịch vụ Tài nguyêncủa mạng có giới hạn trong khi nhu cầu truyền thông ngày càng tăng Chính vì vậy,vấn đề điều khiển lưu lượng trong mạng nhằm đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS làcần thiết Cùng với sự phát triển của mạng MAN-E, các nhà nghiên cứu cố gắng tìm

ra phương pháp và kỹ thuật điều khiển lưu lượng trong mạng một cách tối ưu để

đáp ứng được nhu cầu người sử dụng Chính vì lẽ trên, "Nghiên cứu kỹ thuật lưu lượng tái định tuyến nhanh FRR trong mạng MAN-E của VNPT Đà Nẵng" đã

trở thành một trong những chủ đề cần tìm hiểu

2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Đề tài tiến hành tìm hiểu kỹ thuật lưu lượng tái định tuyến nhanh trong mạngMAN-E nói chung và cũng như trong mạng MAN-E VNPT Đà Nẵng nói riêng Sửdụng phần mềm để mô phỏng bài toán tái định tuyến nhanh FRR Qua đó đánh giá

sự tối ưu của kỹ thuật FRR

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

 Tìm hiểu về mạng MAN-E

 Nghiên cứu kỹ thuật lưu lượng tái định tuyến nhanh FRR trongMAN-E/MPLS

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

 Thu thập, phân tích các tài liệu và thông tin liên quan đến đề tài

 Tiến hành mô phỏng bằng phần mềm

5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

Mạng MAN-E đã và đang được triển khai trong mạng truyền tải của cáccông ty viễn thông do những tính năng ưu việt của nó Trong điều kiện bùng nổ lưulượng như hiện nay thì nghiên cứu kỹ thuật lưu lượng tái định tuyến nhanh FRRtrong mạng MAN-E sẽ giúp cho tối ưu hóa việc sử dụng các thiết bị hiện có mà vẫnđảm bảo được chất lượng dịch vụ

6 CẤU TRÚC LUẬN VĂN

Cấu trúc luận văn gồm 4 chương:

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ MẠNG MAN-E: Giới thiệu về sự ra đời,

công nghệ, kiến trúc mạng MAN-E nói chung và mạng MAN-E VNPT Đà Nẵng nóiriêng

CHƯƠNG 2 - CƠ CHẾ ĐỊNH TUYẾN LƯU LƯỢNG TRONG MPLS:

Trình bày về các thành phần cơ bản của MPLS, các giao thức và hoạt động địnhđịnh tuyến MPLS

CHƯƠNG 3 - KỸ THUẬT TÁI ĐỊNH TUYẾN NHANH FRR TRONG MẠNG MAN-E VNPT ĐÀ NẴNG: Trình bày về kỹ thuật lưu lượng trong MPLS,

các phương pháp bảo vệ mạng trong trường hợp lỗi và đi sâu tìm hiểu về kỹ thuậttái định tuyến nhanh FRR cũng như ứng dụng kỹ thuật này vào mạng MAN-EVNPT Đà Nẵng

CHƯƠNG 4 - MÔ PHỎNG : Thực hiện mô phỏng 2 kỹ thuật chuyển mạch

bảo vệ và FRR đã phân tích trong chương 3

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ MẠNG MAN-E1.1 SỰ RA ĐỜI CỦA MẠNG MAN-E

Mục tiêu ban đầu của Internet là truyền tải thông tin và dịch vụ giữa cácmạng máy tính ở khắp nơi trên thế giới Song trải qua hơn ba mươi năm phát triển,Internet đang dần dịch chuyển khỏi mục tiêu ban đầu Theo các chuyên gia của tậpđoàn viễn thông Nortel (Mỹ), sự dịch chuyển này được thể hiện qua ba xu hướng:

sự phát triển của video trực tuyến dưới mọi hình thức; sự độc lập giữa cơ sở hạ tầng

và ứng dụng; sự thâm nhập của công nghệ thông tin vào lĩnh vực giải trí Sự pháttriển các dịch vụ và sản phẩm trong ngành viễn thông cho thấy thị trường này đangtrải qua những thay đổi có ảnh hưởng sâu rộng Ethernet đang nhanh chóng trởthành công nghệ cốt lõi của việc truyền tải dữ liệu trong những mạng viễn thông hội

tụ Công nghệ này đang được sử dụng rộng rãi như là nền tảng cho những dịch vụ

và thiết bị truy cập băng thông rộng thế hệ kế tiếp

Mạng Ethernet đô thị (MAN-E) là mạng sử dụng công nghệ Ethernet băngthông rộng, kết nối các mạng cục bộ của các tổ chức và cá nhân với một mạng diệnrộng WAN hay với Internet Công nghệ Ethernet đã trở nên quen thuộc trong nhữngmạng LAN của doanh nghiệp trong nhiều năm qua; giá thành các bộ chuyển mạchEthernet đã trở nên rất thấp; băng thông cho phép mở rộng với những bước nhảytùy ý là những ưu thế tuyệt đối của Ethernet so với các công nghệ khác.Với nhữngtiêu chuẩn đã và đang được thêm vào, Ethernet sẽ mang lại một giải pháp mạng có

độ tin cậy, khả năng mở rộng và hiệu quả cao về chi phí đầu tư

Việc áp dụng công nghệ Ethernet vào mạng đô thị mang lại nhiều lợi ích cho

cả nhà cung cấp dịch vụ lẫn khách hàng MAN-E là một giải pháp mạng có độ tincậy, khả năng mở rộng và hiệu quả cao về chi phí đầu tư Việc quản lý băng thôngtrong MAN-E cũng được thực hiện một cách dễ dàng Mạng MAN-E cho phép thuêbao tăng hoặc giảm băng thông một cách mềm dẻo và thiết lập mạng của họ theocách thức đơn giản và linh hoạt hơn so với các dịch vụ truyền thống khác Đó chính

là lý do mà mạng MAN-E được các nhà cung cấp dịch vụ lựa chọn đưa vào khaithác như hiện nay

1.2.1 Công nghệ SDH/NG-SDH

Công nghệ SDH được xây dựng trên cơ sở hệ thống phân cấp ghép kênhđồng bộ TDM với cấu trúc phân cấp ghép kênh STM-N cho phép cung cấp các giaodiện truyền dẫn với tốc độ lên từ vài Mbits/s tới vài Gigabits/s

Đặc tính ghép kênh TDM và phân cấp ghép kênh đồng bộ của công nghệSDH cho phép cung cấp các kênh truyền dẫn có băng thông cố định với độ tin cậycao bằng việc áp dụng các cơ chế phục hồi và bảo vệ, cơ chế quản lý hệ thống

Từ trước tới nay công nghệ truyền dẫn SDH được xây dựng chủ yếu cho việctối ưu truyền tải lưu lượng thoại Tuy nhiên, trong những năm gần đây thì nhu cầu

sử dụng các loại hình dịch vụ truyền dữ liệu tăng lên rất nhiều và có xu hướngchuyển dần lưu lượng của các dịch vụ thoại sang truyền tải theo các giao thứctruyền dữ liệu Trong khi đó, các cơ sở hạ tầng mạng SDH hiện có khó có khả năngđáp ứng nhu cầu truyền tải lưu lượng gia tăng trong tương lai gần Do vậy yêu cầuđặt ra là cần phải có một cơ sở hạ tầng truyền tải mới để có thể đồng thời truyền tảitrên nó lưu lượng của hệ thống SDH hiện có và lưu lượng của các loại hình dịch vụ

mới khi chúng được triển khai Đó chính là lý do của việc hình thành một hướngmới của công nghệ SDH, đó là SDH thế hệ kế tiếp NG-SDH.

Công nghệ NG-SDH được tập hợp chung trong một khái niệm đó là truyền

dữ liệu qua mạng SDH DoS DoS là cơ cấu truyền tải lưu lượng cung cấp một sốchức năng và các giao diện nhằm mục đích tăng hiệu quả của việc truyền dữ liệuqua mạng SDH Mục tiêu quan trọng nhất mà các hướng công nghệ nói trên cầnphải thực hiện được đó là phối hợp hỗ trợ lẫn nhau để thực hiện chức năng càiđặt/chỉ định băng thông cho các dịch vụ một cách hiệu quả mà không ảnh hưởng tớilưu lượng đang được truyền qua mạng SDH hiện tại Thêm vào đó, NG-SDH cungcấp chức năng đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS với mức độ chấp nhận nào đó chocác loại hình dịch vụ mới; mềm dẻo và linh hoạt trong việc hỗ trợ truyền tải lưulượng truyền tải bởi các giao thức khác nhau qua mạng

Ưu điểm:

- Cung cấp các kết nối có băng thông cố định cho khách hàng

- Độ tin cậy của kênh truyền dẫn cao, trễ truyền tải thông tin nhỏ

- Các giao diện truyền dẫn đã được chuẩn hóa và tương thích với nhiều thiết

bị trên mạng

- Thuận tiện cho kết nối truyền dẫn điểm - điểm

- Quản lý dễ dàng

- Công nghệ đã được chuẩn hóa

- Thiết bị đã được triển khai rộng rãi

Nhược điểm:

- Công nghệ SDH được xây dựng nhằm mục đích tối ưu cho truyền tải lưulượng chuyển mạch kênh, không phù hợp với truyền tải lưu lượng chuyển mạchgói

- Do cấu trúc ghép kênh phân cấp nên cần nhiều cấp thiết bị để ghép tách,phân chia giao diện đến khách hàng

- Khả năng nâng cấp không linh hoạt và giá thành nâng cấp là tương đối đắt

- Không phù hợp với tổ chức mạng theo cấu trúc Mesh

- Khó triển khai các dịch vụ ứng dụng multicast.

- Dung lượng băng thông dành cho bảo vệ và phục hồi lớn

- Phương thức cung cấp kết nối phức tạp, thời gian cung ứng kết nối dài

1.2.2 Công nghệ WDM

WDM là công nghệ truyền tải trên sợi quang WDM cho phép truyền tải cácluồng thông tin số tốc độ rất cao (theo lý thuyết dung lượng truyển tải tổng cộng cóthể đến hàng chục ngàn Gigabit/s) Nguyên lý cơ bản của công nghệ này là thựchiện truyền đồng thời các tín hiệu quang thuộc nhiều bước sóng khác nhau trên mộtsợi quang Băng tần truyền tải thích hợp trên sợi quang được phân chia thành nhữngbước sóng chuẩn với khoảng cách thích hợp giữa các bước sóng, mỗi bước sóng cóthể truyền tải một luồng thông tin có tốc độ lớn (chẳng hạn luồng thông tin số tốc

độ 10Gbit/s) Do đó, công nghệ WDM cho phép xây dựng những hệ thống truyềntải thông tin quang có dung lượng gấp nhiều lần so với hệ thống thông tin quangđơn bước sóng, chủ yếu được sử dụng làm truyền dẫn lõi hoặc metro hoặc mạngtruyền dẫn đường trục Hiện tại, sản phẩm và các hệ thống truyền dẫn WDM đãđược sản xuất bởi nhiều hãng sản xuất thiết bị viễn thông và đã được triển khai trênmạng của nhiều nhà cung cấp dịch vụ viễn thông trên thế giới

nhưng lại kém hiệu quả khi truyền tải lưu lượng dạng dữ liệu Ethernet có thểtruyền tải lưu lượng dạng dữ liệu một cách hiệu quả nhưng lại khó triển khai với cấutrúc mạng ring Công nghệ RPR ra đời để khắc phục những nhược điểm của cáccông nghệ này.

Điểm chủ yếu của công nghệ RPR là nó kiến tạo giao thức mới ở phân lớpMAC Giao thức này được áp dụng nhằm mục đích tối ưu hóa việc quản lý băngthông và hiệu quả cho việc triển khai các dịch vụ truyền dữ liệu trên vòng ring

RPR sử dụng vòng song hướng gồm 2 sợi quang truyền ngược chiều đốixứng nhau Một vòng được gọi là vòng ngoài, vòng kia được gọi là vòng trong Haivòng có thể đồng thời sử dụng để truyền dữ liệu và thông tin điều khiển

Khi có lỗi node hay liên kết xảy ra trên vòng sợi quang, RPR thực hiệnchuyển mạch bảo vệ thông minh để đổi hướng lưu lượng đi xa khỏi nơi bị lỗi với độtin cậy đạt tới thời gian nhỏ hơn 50 ms

Ưu điểm:

- Thích hợp cho việc truyền tải lưu lượng dữ liệu với cấu trúc ring

- Hiệu suất sử dụng dung lượng băng thông lớn do thực hiện nguyên tắcghép kênh thống kê và dùng chung băng thông

- Hỗ trợ triển khai các dịch vụ multicast

- Quản lý đơn giản do mạng được cấu hình một cách tự động

- Phương thức cung cấp kết nối nhanh, đơn giản

Nhược điểm:

- Giá thành thiết hiện tại còn khá đắt

- RPR chỉ thực hiện chức năng tự phục hồi trong cấu trúc vòng ring đơn Vớicấu trúc ring liên kết thì khi có sự cố tại nút liên kết các ring với nhau RPR khôngthực hiện được chức năng phục hồi lưu lượng của các kết nối thông qua nút mạngliên kết ring

- Công nghệ mới được chuẩn hóa do vậy khả năng tương thích với thiết bịcủa các hãng khác không cao

1.2.4 Công nghệ Ethernet

Công nghệ Ethernet đã được xây dựng và chuẩn hóa để thực hiện các chứcnăng của lớp vật lý và lớp liên kết dữ liệu Công nghệ Ethernet hỗ trợ hiệu quả việccung cấp dịch vụ kết nối điểm - điểm

Với công nghệ đóng gói Vlan, dữ liệu của khách hàng có thể được phân chiađộc lập với những đối tượng dữ liệu khác

Trong hệ thống mạng cung cấp dịch vụ Metro, Ethernet được sử dụng nhưmột công nghệ thay thế cho ATM và Frame Relay Các chỉ số ATM PVI, VCI đượcthay thế bằng Vlan tag Ngoài ra, với bản chất truyền đa điểm, Ethernet còn có khảnăng cung cấp dịch vụ kết nối đa điểm – đa điểm mà ATM và Frame Relay khôngcung cấp được

Ưu điểm:

- Công nghệ Ethernet có khả năng hỗ trợ rất tốt cho ứng dụng truyền tải dữliệu ở tốc độ cao và có đặc tính lưu lượng mang tính đột biến và tính “bùng nổ”

- Theo thống kê, có tới 95% lưu lượng phát sinh bởi các ứng dụng truyền tải

dữ liệu là lưu lượng Ethernet Điều này xuất phát từ thực tế là hầu hết các mạngtruyền dữ liệu của các cơ quan, tổ chức (mạng LAN, MAN, mạng Intranet…) hiệntại đều được xây dựng trên cơ sở công nghệ Ethernet

- Sự phổ biến của công nghệ Ethernet tại lớp truy nhập sẽ tạo điều kiện rấtthuận lợi cho việc kết nối hệ thống với độ tương thích cao nếu như xây dựng mộtmạng MAN dựa trên cơ sở công nghệ Ethernet Điều này sẽ dẫn tới việc giảm đáng

kể chi phí đầu tư xây dựng mạng

- Thuận lợi trong việc kết nối cung cấp dịch vụ cho khách hàng Không đòihỏi khách hàng phải thay đổi công nghệ, thay đổi hoặc nâng cấp mạng nội bộ, giaodiện kết nối

- Hầu hết các giao thức, giao diện truyền tải ứng dụng trong công nghệEthernet đã được chuẩn hóa (họ giao thức IEEE 802.3) Phần lớn các thiết bị mạngEthernet của các nhà sản xuất đều tuân theo các tiêu chuẩn trong họ tiêu chuẩn trên.Việc chuẩn hóa này tạo điều kiện kết nối dễ dàng, độ tương thích kết nối giữa các

nhà sản xuất thiết bị khác nhau cao.

- Quản lý đơn giản

Nhược điểm:

- Công nghệ Ethernet phù hợp với cấu trúc mạng theo kiểu Hub (cấu trúctopo hình cây) mà không phù hợp với cấu trúc mạng ring Điều này xuất phát từviệc công nghệ Ethernet thực hiện chức năng định tuyến trên cơ sở thuật toán địnhtuyến chống lặp STP Cụ thể là thuật toán sẽ thực hiện chặn một vài phân đoạntuyến trong ring, điều này sẽ làm giảm dung lượng băng thông làm việc của vòngring

- Thời gian thực hiện bảo vệ phục hồi lớn Điều này cũng xuất phát từnguyên nhân là thuật toán định tuyến phân đoạn hình cây có thời gian hội tụ dài hơnnhiều so với thời gian hồi phục đối với cơ chế bảo vệ của vòng ring (tiêu chuẩn là

50 ms)

- Không phù hợp cho việc truyền tải ứng dụng có đặc tính lưu lượng thời gianthực và chưa thực hiện chức năng đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS cho những dịch

vụ cần truyền tải có yêu cầu về QoS

Những nhược điểm trên có thể được khắc phục bằng giải pháp kết hợp côngnghệ Ethernet với các công nghệ khác

Mạng MEN VNPT Đà Nẵng sử dụng chủ yếu công nghệ Ethernet tại lớpmạng cấp 3–cấp tiếp cận khách hàng

1.2.5 Công nghệ MPLS

Phương pháp chuyển mạch nhãn ứng dụng trong công nghệ MPLS cho phépcác bộ định tuyến thực hiện định tuyến gói tin nhanh hơn do tính đơn giản của việc

xử lý thông tin định tuyến chứa trong nhãn

Chức năng quan trọng được thực hiện trong MPLS đó là thực hiện các kỹthuật lưu lượng, các kỹ thuật này cho phép thiết lập các đường thông, các thông số

để có thể truyền tải lưu lượng với các cấp dịch vụ và chất lượng dịch vụ khác nhau

Ưu điểm:

- Công nghệ MPLS phù hợp với hầu hết cấu trúc topo mạng (ring, mesh)

- Công nghệ MPLS cho phép truyền tải đa dịch vụ với hiệu suất truyền tảicao Chức năng điều khiển quản lý lưu lượng trong MPLS cho phép truyền tải lưulượng các loại hình có yêu cầu về QoS.

- MPLS cho phép định tuyến gói tin với tốc độ nhanh do giảm thiểu việc xử

lý thông tin định tuyến

- MPLS có khả năng kiến tạo kết nối đường hầm Dựa trên khả năng này nhàcung cấp dịch vụ có thể cung cấp các dịch vụ kết nối ảo

- MPLS có khả năng phối hợp tốt với IP để cung cấp các dịch vụ mạng riêng

ảo trong môi trường IP và kết hợp với chức năng RSVP để cung cấp dịch vụ có QoStrong môi trường IP

Nhược điểm:

- Khi triển khai một công nghệ mới như MPLS đòi hỏi các nhân viên quản lý

và điều hành mạng cần được đào tạo và cập nhật kiến thức về công nghệ mới, nhất

là các kiến thức mới về quản lý và điều khiển lưu lượng trên toàn mạng

- Giá thành xây dựng mạng dựa trên công nghệ MPLS nói chung còn kháđắt

1.2.6 Công nghệ PBT

PBT được đưa ra với mục tiêu là áp dụng công nghệ Ethernet cho hệ thống

mạng yêu cầu tính chất hướng kết nối, tương tự như những công nghệSONET/SDH, ATM hay cáp quang Công nghệ PBT cho phép cung cấp hạ tầngmạng Ethernet trên diện rộng với chất lượng yêu cầu khắt khe tương đương vớinhững tiêu chuẩn viễn thông đặt ra PBT tuân theo chuẩn IEEE 802.1ah

- Khi triển khai các dịch vụ multicast thì cần băng thông lớn

- Đang trong quá trình chuẩn hoá

1.2.7 Công nghệ T-MPLS

T-MPLS được ITU-T định nghĩa là công nghệ truyền tải gói kết nối địnhhướng kết nối dựa trên định dạng khung MPLS Không giống MPLS, T-MPLSkhông hỗ trợ kiểu kết nối không định hướng, bớt phức tạp trong vận hành và quản

lý dễ dàng hơn Đặc tính lớp 3 bị loại trừ, mặt phẳng điều khiển sử dụng IP mộtmức tối thiểu - điều này giúp cho giá thành thiết bị rẻ hơn

T-MPLS hoạt động độc lập với client và mạng liên kết quản lý, điều khiển.T-MPLS có thể hoạt động trên bất kỳ môi trường vật lý nào

Trong một miền kết nối định hướng T-MPLS, một luồng dữ liệu người dùngluôn xem xét toàn bộ, quyết định đường thông qua việc thiết lập một đường chuyểnmạch nhãn LSP Tại switch đầu vào, mỗi gói được gán một nhãn và được truyền đitiếp Tại mỗi chuyển mạch thuộc đường chuyển mạch nhãn, nhãn được sử dụng đểchuyển gói tới chặng tiếp theo

1.3.1 Kiến trúc mạng MAN-E của Cisco

Hình 1.1 Kiến trúc mạng MAN-E theo định nghĩa của Cisco

Theo Cisco, kiến trúc MAN-E [2] được chia thành 5 lớp:

- Lớp truy nhập (Access)

Lớp này cung cấp truy cập băng rộng cho các dịch vụ doanh nghiệp và dân

cư dựa trên DSL (ADSL, ADSL 2+, VDSL), các nút truy cập Ethernet ghép lưulượng thuê bao trong 802.1q và 802.1ad

Thiết bị với chức năng U-PE là điểm phân tách giữa khách hàng và mạngnhà cung cấp dịch vụ Thông thường nó là thiết bị lớp 2 đặt tại lớp Access nhưngđược quản lý bởi nhà cung cấp dịch vụ Chức năng của U-PE là:

+ Tổng hợp nhiều đường khách hàng tại lớp truy nhập

+ Định nghĩa các dịch vụ Ethernet bằng cách cung cấp đặc điểm UNI phùhợp

+ Cô lập lưu lượng khách hàng bằng cách gán giá trị VLAN IDs duy nhấtcủa nhà cung cấp mỗi dịch vụ

+ Đảm bảo băng thông phù hợp SLA bằng cách phân loại lưu lượng, áp đặtchính sách, đánh dấu và xếp hàng

- Lớp thu gom (Aggregation)

Cung cấp dịch vụ vận chuyển giữa lớp mạng truy cập và lớp mạng biên, baogồm cả các nút phân phối và tổng hợp kết nối trong topo vật lý khác nhau Côngnghệ Carrier Ethernet mạng tổng hợp dựa trên MPLS/IP và cho phép các tùy chọnvận chuyển L2 và L3 dựa trên các yêu cầu dịch vụ đặc biệt Thiết bị choAggregation là PE-AGG thực hiện chức năng tổng hợp lưu lượng, quản lý tắcnghẽn, ghép dịch vụ, chuyển mạch cục bộ cho các dịch vụ Ethernet

- Lớp thu gom dịch vụ (Service application)

Cung cấp các giao diện quang mật độ cao, chuyển mạch tốc độ cao, quản lýtắc nghẽn và lưu lượng phức tạp, cổng dịch vụ IP và MPLS, cổng liên kết làm việcdịch vụ L2VPN, lớp dịch vụ L3VPN, thiết bị ứng dụng dịch vụ lớp 3: dịch vụ nộidung, Firewall, phát hiện xâm nhập,…

1.3.2 Kiến trúc mạng MAN-E theo MEF

Theo định nghĩa của Metro Ethernet Forum tại MEF4, mạng Metro Ethernet

sẽ được xây dựng theo 3 lớp Lớp dịch vụ Ethernet - hỗ trợ những tính năng cơ bảncủa lớp; một hoặc nhiều lớp truyền tải dịch vụ; có thể bao gồm lớp dịch vụ ứngdụng hỗ trợ cho các ứng dụng trên nền lớp 2 Mô hình mạng theo các lớp dựa trênquan hệ client/server Bên cạnh đó, mỗi lớp mạng này có thể được thiết kế theo cácmặt phẳng điều khiển, dữ liệu, quản trị trong từng lớp Mô hình được mô tả nhưhình 1.2

Hình 1.2 Mô hình mạng MAN-E theo các lớp

- Lớp dịch vụ Ethernet

Lớp dịch vụ Ethernet có chức năng truyền tải các dịch vụ hướng kết nốichuyển mạch dựa trên địa chỉ MAC Các bản tin Ethernet sẽ được truyền qua hệthống thông qua các giao diện hướng nội bộ, hướng bên ngoài được quy định rõràng, gắn với các điểm tham chiếu Lớp ETH cũng phải cung cấp được các khảnăng về OAM, khả năng phát triển dịch vụ trong việc quản lý các dịch vụ Ethernethướng kết nối Tại các giao diện hướng bên ngoài của lớp ETH, các bản tin baogồm: Ethernet unicast, multicast hoặc broadcast, tuân theo chuẩn IEEE 802.3 –

2002

- Lớp truyền tải dịch vụ

Lớp truyền tải dịch vụ hỗ trợ kết nối giữa các phần tử của lớp ETH Có thể

sử dụng nhiều công nghệ khác nhau dùng để thực hiện việc hỗ trợ kết nối Một số vídụ: IEEE 802.1, SONET/SDH, ATM VC, MPLS LSP… Các công nghệ truyền tảitrên, đến lượt mình lại có thể do nhiều công nghệ khác hỗ trợ, cứ tiếp tục như vậycho đến lớp vật lý như cáp quang, cáp đồng, không dây

- Lớp dịch vụ ứng dụng

Lớp dịch vụ ứng dụng hỗ trợ các dịch vụ sử dụng truyền tải trên nền mạngEthernet của mạng MEN Có nhiều dịch vụ trong đó bao gồm cả các việc sử dụnglớp ETH như một lớp TRAN cho các lớp khác như: IP, MPLS, PDH DS1/E1 …

Các điểm tham chiếu trong MEN định nghĩa các điểm tại đó phân tách biênquản lý khi kết nối đi qua các giao diện trong MEN Hình 1.3 mô tả mối quan hệgiữa các thành phần trong kiến trúc MEN

Các thành phần bên ngoài bao gồm: Kết nối từ thuê bao tới MEN, kết nối vớiMEN khác, kết nối với mạng khác không phải Ethernet Thuê bao kết nối tới MENqua giao diện mạng và người dùng Các thành phần bên trong MEN kết nối vớinhau qua giao diện trong mạng Hai mạng MEN có thể kết nối với nhau qua giaodiện ngoài mạng

Service Interworking NNI

Network Interworking NNI

Network Interworking NNI

Subscriber

UNI

Other L1 Transport Networks

(e.g., SONET, SDH, OTN)

Ethernet Wide Area Network

Service Provider X

External NNI

Subscriber

Subscriber

UNI

UNI

Hình 1.3 Mô hình các điểm tham chiếu

Ngoài mục tiêu được xây dựng thay thế hệ thống mạng truyền tải, thu gomlưu lượng dữ liệu thoại, mạng MEN có mục tiêu chủ yếu khác là thu gom các lưulượng băng rộng Vì thế, để có thể hiểu rõ hơn về kiến trúc của mạng MEN, cần tìmhiểu những yêu cầu của khuyến nghị TR101 về xây dựng hạ tầng mạng thu gombăng rộng (xem phụ lục 1)

Mạng MAN-E được tổ chức thành 2 lớp:

- Lớp lõi (ring core)

- Lớp truy nhập (ring access)

Lớp lõi: Bao gồm các thiết bị mạng truy nhập MAN-E (CES) cỡ lớn lắp đặt

tại các trung tâm lớn nhất của tỉnh, với số lượng hạn chế, vị trí lắp đặt các CES lõi

là tại điểm thu gom truyền dẫn và dung lượng trung chuyển qua đó cao Các thiết bịnày được kết nối ring với nhau bằng một đôi sợi cáp quang trực tiếp, sử dụng giaodiện kết nối Ethernet cổng 1Gbps hoặc 10Gbps

Để đảm bảo mạng hoạt động ổn định cao, kết nối từ mạng MAN-E tới mạngtrục IP/MPLS NGN sẽ thông qua 2 thiết bị CES lõi của mạng MAN-E (để dự phòng

và phân tải lưu lượng) và được kết nối như sau: Tại tỉnh, thành phố có chức năngBRAS và PE tích hợp trên cùng một thiết bị thì mỗi thiết bị CES lõi đó sẽ kết nốitới BRAS/PE.Tại tỉnh, thành phố có chức năng BRAS và PE được tách riêng thìthiết bị CES lõi đó sẽ có 2 kết nối sử dụng giao diện Ethernet Trong đó một kết nốitới BRAS để cung cấp dịch vụ truy nhập Internet tốc độ cao, một kết nối tới PE đểcung cấp các dịch vụ khác như: thoại, multimedia

Lớp truy nhập (ring access): Bao gồm các CES lắp đặt tại các trạm viễn

thông, kết nối với nhau và kết nối tới ring core bằng một đôi cáp quang trực tiếp.Tùy theo điều kiện, lớp truy nhập có thể sử dụng kết nối dạng hình star, hình ringhoặc đấu nối tiếp nhau Vị trí lắp đặt các CES truy nhập thường đặt tại các điểmthuận tiện cho việc thu gom truyền dẫn kết nối đến các thiết bị truy nhập (nhưMSAN/IP DSLAM…) Các thiết bị truy nhập (MSAN/IP DSLAM) dùng giao diệnEthernet (FE/GE) sẽ được kết nối đến CES để chuyển tải lưu lượng trong tỉnh,thành phố lên lớp trên Thiết bị MEN có thể cung cấp các kết nối FE/GE trực tiếptới khách hàng Sử dụng thiết bị MSAN và cáp quang nhằm rút ngắn khoảng cáchcáp đồng dùng cho các khu vực có nhu cầu cung cấp dịch vụ thoại, kết hợp cácdịch vụ băng rộng Trong trường hợp cung cấp dịch vụ thoại sẽ kết nối với các tổngđài Host hiện có bằng giao diện V5.2 Để đảm bảo an toàn cho phần lớp truy nhậpthì các vòng ring access hoặc các kết nối star được kết nối tới 2 node core Tuynhiên việc triển khai như vậy có thể không khả thi trong giai đoạn hiện nay khi tại

đó chúng ta không có đủ sợi cáp quang cho kết nối Như vậy trong cấu trúc mạngMEN của các đơn vị sẽ xây dựng 2 cấu trúc mạng như sau:

+ Cấu hình quá độ: Khi không có đủ sợi quang cho các kết nối và các tuyếncáp quang chưa được triển khai chưa đầy đủ Cấu hình này sẽ được thay đổi tới cấuhình mục tiêu khi có đầy đủ sợi quang

Hình 1.4 Cấu hình quá độ MAN-E

+ Cấu hình mục tiêu: Khi các đơn vị đã triển khai lắp đặt sẵn các tuyến cápquang cho các kết nối thì xây dựng cấu hình mục tiêu theo các nguyên tắc trên Cấuhình này có ưu điểm là luôn đảm bảo độ an toàn mạng cao trong trường hợp xảy

ra sự cố hỏng node hoặc đứt cáp quang trên tuyến

Hình 1.5 Cấu hình mục tiêu MAN-E 1.3.4 Kiến trúc mạng MAN-E VNPT Đà Nẵng

Mạng MEN của VNPT Đà Nẵng được tổ chức theo các cấp chính:

Cấp I: Tổ chức theo các vòng cáp quang cấp II hiện có trên địa bàn thành

phố, với các nút tập trung chủ yếu đặt cùng vị trí với các tổng đài host của mạng

điện thoại Cấp mạng này tạo thành vòng đường trục cung cấp kết nối giữa các vùngphục vụ khác nhau trên toàn thành phố

Cấp II: Tổ chức theo các vòng cáp quang cấp III hiện có trên địa bàn thành

phố, với các nút tập trung chủ yếu đặt tại vị trí với các tổng đài vệ tinh của mạngđiện thoại Cấp mạng này cung cấp kết nối giữa các điểm truy cập trong cùng mộtvùng phục vụ Tùy theo phân bố của khách hàng mà từ các nút trên cấp mạng này

có thể kết nối trực tiếp tới khách hàng hoặc có thể kết nối tới lớp thiết bị đặt tại vịtrí của khách hàng

Cấp III – cấp tiếp cận khách hàng: Tổ chức theo cấu trúc cây kết nối từ

các nút nằm trên các vòng cấp II tới vị trí của khách hàng

Do tính chất đa dạng ở lớp vật lý của giao diện Ethernet, các kết nối ở cấp III

có thể được cung cấp thông qua nhiều hình thức: cáp quang, cáp điện thoại, Cat5, Wireless Tùy thuộc vào mật độ thuê bao tại từng khu vực, khoảng cách từkhu vực đó tới điểm cấp II gần nhất, và căn cứ vào các đặc tính kỹ thuật của từngphương thức kết nối mà lựa chọn hình thức kết nối cụ thể cho từng trường hợp

UTP-Bảng 1.1 Các phương thức kết nối

Do mạng cáp điện thoại đã sẵn sàng ở tất cả các địa điểm của các khách hàngtiềm năng, VDSL sẽ là giải pháp được ưu tiên cho lớp mạng cấp II Điểm hạn chếcủa VDSL là tốc độ suy giảm nhanh theo khoảng cách, đường truyền VDSL tốc độ

26 Mbps chỉ có thể kéo dài tới khoảng 300m

Trong trường hợp khoảng cách tới khách hàng xa hơn khả năng phục vụ củaVDSL, cáp quang sẽ là phương tiện chính để tiếp cận khách hàng Tùy theo giảipháp thiết bị của nhà cung cấp, khoảng cách phục vụ của đường truyền quang có thểkhác nhau nhưng đều đảm bảo kết nối khách hàng trong phạm vi phục vụ của một

tổng đài vệ tinh Nhược điểm của cáp quang là đầu tư lớn, đôi khi việc triển khai sẽgặp nhiều khó khăn liên quan đến việc đào đường, xây dựng hệ thống cống bể,

Cáp UTP-Cat5 được sử dụng ở chặng cuối cùng tiếp cận thiết bị của kháchhàng trong một số tình huống cụ thể Nhược điểm cơ bản của cáp UTP-Cat5 làkhoảng cách phục vụ quá ngắn, chỉ thích hợp với trường hợp khi thiết bị của VNPT

Đà Nẵng đặt trong địa điểm của khách hàng; tuy nhiên nó có ưu điểm là không đòihỏi thêm một cấp thiết bị chuyển đổi, do vậy rất thuận tiện cho việc kết nối

Truy nhập vô tuyến cũng có thể được sử dụng ở chặng cuối cùng tiếp cậnkhách hàng.Truy nhập vô tuyến có cùng nhược điểm như UTP-Cat5 song nó phùhợp với các đối tượng khách hàng cao cấp có nhu cầu sử dụng đầu cuối di động

Cấu trúc mạng MEN VNPT Đà Nẵng thực hiện theo tài liệu tham khảo [1],[2], sử dụng thiết bị dòng Cisco cho các vòng ring cấp I và cấp II

Hình 1.6 Cấu trúc mạng MAN-E VNPT Đà Nẵng

Mạng MAN-E VNPT Đà Nẵng gồm:

- Một vòng 0 (cấp I): 4 node chuyển mạch phần core kết nối theo cấu trúcring với băng thông lên đến 40Gbps

- Năm vòng từ 1 đến 5 (Cấp II): Mỗi vòng được thực hiện bằng việc kết nối

2 luồng cáp quang theo 2 hướng lên 2 node chuyển mạch phần lõi khác nhau vớibăng thông lên đến 10Gbps

1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG

Nội dung của chương đã giới thiệu chi tiết về sự ra đời, công nghệ cũng nhưkiến trúc mạng MAN-E nói chung và mạng MAN-E VNPT Đà Nẵng nói riêng Đâycũng là cơ sở để ta tiếp tục đi nghiên cứu về kỹ thuật lưu lượng tái định tuyến trongmạng MAN-E VNPT Đà Nẵng trong các chương sau

CHƯƠNG 2

CƠ CHẾ ĐỊNH TUYẾN LƯU LƯỢNG TRONG MPLS

Định tuyến là một chức năng không thể thiếu trong mạng viễn thông trongquá trình thực hiện đấu nối các cuộc gọi trong mạng và cũng được coi là phần trungtâm của kiến trúc mạng, thiết kế mạng và điều hành mạng Các yếu tố thúc đẩy choquá trình thay đổi và phát triển định tuyến mạng chủ yếu do nhu cầu cải thiện hiệunăng mạng, các dịch vụ mới được đưa vào khai thác hay sự thay đổi về công nghệmạng và đây cũng là một trong những thách thức khi xây dựng và khai thác mạng.Mạng hiện đại hiện nay có xu hướng hội tụ các dịch vụ mạng, yêu cầu đặt ra từ phíangười sử dụng là rất đa dạng và phức tạp, một trong những giải pháp cần thiết chomạng viễn thông hiện đại là các phương pháp định tuyến phù hợp để nâng cao hiệunăng mạng

Trong những năm gần đây, chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS nổi lênnhư một công nghệ đầy hứa hẹn, công nghệ chuyển mạch nhãn định hướng kết nốicung cấp các khả năng mới trong các mạng IP, cho phép thực hiện các cơ chế điềukhiển lưu lượng một cách tinh xảo Đây là một kỹ thuật mạng mới kết hợp tínhmềm dẻo của định tuyến theo giao thức IP với công nghệ chuyển mạch tế bào.MPLS không thay thế cho định tuyến IP, nhưng nó hoạt động song song với cácphương pháp định tuyến đang tồn tại

Trong chương này, tôi xin trình bày về MPLS và các vấn đề liên quan đếnđịnh tuyến lưu lượng trong MPLS [2],[4],[5]

2.1 CÁC THÀNH PHẦN VÀ PHƯƠNG THỨC HOẠT ĐỘNG TRONG MPLS

2.1.1 Các khái niệm cơ bản

2.1.1.1 Miền MPLS

RFC 3031 mô tả miền MPLS là “một tập hợp các nút mạng thực hiện hoạtđộng định tuyến và chuyển tiếp MPLS” Một miền MPLS thường được quản lý vàđiều khiển bởi một nhà quản trị

Miền MPLS được chia thành 2 phần:

+ Phần mạng lõi

+ Phần mạng biên

Hình 2.1 Miền MPLS

2.1.1.2 Lớp chuyển tiếp tương đương

Lớp chuyển tiếp tương đương FEC là một tập hợp các gói được đối xử nhưnhau bởi một LSR hay chính là một nhóm các gói IP được chuyển tiếp trên cùngmột đường chuyển mạch nhãn LSP, được đối xử theo cùng một cách thức và có thểánh xạ vào một nhãn bởi một LSR cho dù chúng có thể khác nhau về thông tin màođầu lớp mạng Hình 2.2 minh họa cách xử lý này

Hình 2.2 Lớp chuyển tiếp tương đương trong MPLS

2.1.1.3 Nhãn và ngăn xếp nhãn

MPLS là một cơ chế chuyển mạch mới, cho phép chuyển tiếp gói tin dựatrên nhãn RFC 3031 định nghĩa nhãn là “một bộ nhận dạng có độ dài ngắn và cốđịnh, mang ý nghĩa cục bộ dùng để nhận biết một FEC” Nhãn được “gán” lên mộtgói để báo cho LSR biết gói này cần đi đâu Nhãn có thể tương ứng với địa chỉ IPđích, nhãn cũng có thể tương ứng với tham số khác như QoS hoặc địa chỉ nguồn

Hình 2 3 Cấu trúc nhãn MPLS

MPLS sử dụng mào đầu 32 bit bao gồm các trường: LABLE (chứa giá trịnhãn), EXP (được ứng dụng trong quản lý chất lượng dịch vụ), S (xác định mào đầutiếp theo là một nhãn khác hay là mào đầu lớp 3,TTL (chứa giá trị TTL trong màođầu lớp 3 được sử dụng để chống lại tình trạng các gói đi lòng vòng trong mạng)

Một gói tin có thể được gán nhiều nhãn Khi gói tin được gán nhiều hơn mộtnhãn thì tập hợp các nhãn đó được gọi là ngăn xếp nhãn.Trong quá trình chuyển tiếpgói tin, nhãn ở đỉnh của ngăn xếp được sử dụng để chuyển tiếp gói tin Các nútmạng dựa vào giá trị của trường S để tìm ra gói tin ở đỉnh ngăn xếp (S=1)

Hình 2.4 Cấu trúc nhiều nhãn

2.1.1.4 Đường chuyển mạch nhãn LSP

Đường chuyển mạch nhãn LSP là một đường nối giữa router lối vào và lối

ra, được thiết lập bởi các nút MPLS để chuyển các gói đi qua mạng Một LSP quamạng được định nghĩa bởi sự chuyển đổi các giá trị nhãn ở các LSR dọc theo LSPbằng cách dùng thủ tục hoán đổi nhãn

Hình 2.5 Đường chuyển mạch nhãn LSP

Kiến trúc MPLS cho phép phân cấp các LSP để tạo ra phân cấp kênh ảo nằmtrong đường ảo Với MPLS thì số mức phân cấp cho phép rất lớn nhờ khả năngchứa được nhiều entry nhãn trong ngăn xếp nhãn Về lý thuyết, giới hạn số lượngnhãn trong ngăn xếp phụ thuộc giá trị MTU của các giao thức lớp liên kết đượcdùng dọc theo một LSP.

Hình 2.6 Upstream LSR và downstream LSR

Nếu một LER là nút đầu tiên trên đường đi của một gói xuyên qua miềnMPLS thì nó được gọi là LER lối vào (I-LER) và nếu là nút cuối cùng thì nó đượcgọi là LER lối ra (E-LER) Lưu ý là các thuật ngữ này được áp dụng tùy theo chiềucủa luồng lưu lượng trong mạng, do vậy một LER có thể vừa là I-LER vừa là E-LER tuỳ theo các luồng lưu lượng đang xét

2.1.3 Phương thức hoạt động của MPLS

MPLS chia tách chức năng bộ định tuyến thành hai phần riêng biệt:

- Chức năng chuyển gói tin

- Chức năng điều khiển

Chức năng chuyển gói tin nằm ở mặt phẳng chuyển tiếp, làm nhiệm vụchuyển tiếp gói tin dựa trên nhãn

Chức năng điều khiển nằm ở mặt phẳng điều khiển làm nhiệm vụ trao đổi

thông tin định tuyến và nhãn, sử dụng các cơ chế để trao đổi thông tin định tuyến,như: OSPF, EIGRP, IS-IS, BGP và trao đổi nhãn như: TDP, LDP, BGP, RSVP

Hình 2.7 Định tuyến, chuyển mạch, chuyển tiếp

Khi một gói tin vào mạng MPLS, các bộ định tuyến chuyển mạch nhãnkhông thực hiện chuyển tiếp theo từng gói mà thực hiện phân loại gói tin vào trongcác lớp tương đương chuyển tiếp FEC, sau đó các nhãn được ánh xạ vào trong cácFEC Giao thức phân bổ nhãn LDP được xác định và chức năng của nó là để ấnđịnh và phân bổ các ràng buộc FEC và nhãn cho các bộ định tuyến chuyển mạchnhãn LSR Khi LDP hoàn thành nhiệm vụ của nó, một đường dẫn chuyển mạchnhãn LSP được xây dựng từ lối vào tới lối ra Khi các gói vào mạng, LSR lối vàokiểm tra các trường trong tiêu đề gói để xác định xem gói thuộc về FEC nào Nếu đã

có một ràng buộc nhãn/FEC thì LSR lối vào gắn nhãn cho gói và định hướng nó tớigiao diện đầu ra tương ứng Sau đó gói được hoán đổi nhãn qua mạng cho đến khi

nó đến LSR lối ra, lúc đó nhãn bị loại bỏ và gói được xử lý tại lớp 3.Tại các nodetrung gian việc xử lý chỉ là tìm sự phù hợp giữa nhãn trong gói và thực thể tươngứng trong bảng kết nối LSR và sau đó hoán đổi nhãn

Sau đây là một ví dụ đơn giản minh họa quá trình truyền gói IP đi qua miềnMPLS (Hình 2.8) Gói tin IP khi đi từ ngoài mạng vào trong miền MPLS đượcrouter A đóng vai trò là một I-LER sẽ gán nhãn có giá trị là 6 cho gói IP rồi chuyểntiếp đến router B Router B dựa vào bảng hoán đổi nhãn để kiểm tra nhãn của góitin Nó thay giá trị nhãn mới là 3 và chuyển tiếp đến router C Tại C, việc kiểm tracũng tương tự như ở B và sẽ hoán đổi nhãn, gán cho gói tin một nhãn mới là 9 vàtiếp tục được đưa đến router D Router D đóng vai trò E-LER sẽ kiểm tra trongbảng hoán đổi nhãn và gỡ bỏ nhãn 9 ra khỏi gói tin rồi định tuyến gói IP một cáchbình thường đi ra khỏi miền MPLS Với kiểu làm việc này thì các LSR trung giannhư B và C sẽ không phải thực hiện kiểm tra toàn bộ mào đầu của gói tin mà nó chỉviệc 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

Hình 2 8 Gói IP đi qua mạng MPLS 2.2 CÁC GIAO THỨC CƠ BẢN TRONG MPLS

Kiến trúc MPLS không bắt buộc một phương thức báo hiệu đơn nào chophân phối nhãn Các giao thức định tuyến đang tồn tại, như giao thức cổng biên(BGP) được cải tiến để mang thêm thông tin nhãn trong nội dung của giao thức.Giao thức dành sẵn tài nguyên – RSVP cũng được mở rộng để hỗ trợ chao đổi nhãn.Ngoài ra còn có giao thức như giao thức phân phối nhãn - LDP để làm rõ hơn vềbáo hiệu và quản lý không gian nhãn Sự mở rộng của giao thức LDP cơ sở cũng

được xác định để hỗ trợ định tuyến dựa trên các yêu cầu về QoS và CoS Những mởrộng này cũng được áp dụng trong việc xác định giao thức CR - LDP.

2.2.1 Giao thức LDP

Giao thức phân phối nhãn LDP được sử dụng trong quá trình gán nhãn chocác gói thông tin LDP là giao thức điều khiển tách biệt được các LSR sử dụng đểtrao đổi và điều phối quá trình gán nhãn FEC Giao thức này là một tập hợp thủ tụctrao đổi bản tin, cho phép các LSR sử dụng giá trị nhãn thuộc FEC nhất định đểtruyền các gói tin

Một kết nối TCP được thiếp lập giữa các LSR đồng cấp dể đảm bảo các bảntin LDP được truyền theo dúng thứ tự Các bản tin LDP có thể xuất hiện từ bất kìmột 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 tới LSR phía sau cận kề

Việc trao đổi bản tin LDP có thể được khởi phát bởi sự xuất hiện của luồng

số liệu đặc biệt, bản tin lập dự chữ RSVP hay cập nhật thông tin định tuyến

Khi gặp một LSR đã trao đổi bản tin LDP cho một FEC nhất định thì mộtđường chuyển mạch LSP từ đầu vào tới đầu ra được thiết lập sau khi mỗi LSR ghépnhãn đầu vào với đầu ra tương ứng trong LIB của nó

2.2.1.1 Các bản tin LDP

LDP gồm 4 loại bản tin cơ bản đó là:

- Bản tin thăm dò: Dùng để thông báo và duy trì sự có mặt của 1 LSR trongmạng Theo định kỳ, LSR gửi bản tin Hello qua cổng UDP với địa chỉ multicast củatất cả các router trên mạng con

- Bản tin phiên: Dùng để thiết lập, duy trì và xoá các phiên giữa các LSR

- Bản tin phát hành: Dùng để tạo, thay đổi và xoá các ràng buộc nhãn với cácFEC Một LSR có thể yêu cầu 1 ánh xạ nhãn từ LSR lân cận bất cứ khi nào nó cần

Nó cũng phát hành các ánh xạ nhãn bất cứ khi nào nó muốn một đối tượng ngangcấp LDP nào đó sử dụng ràng buộc nhãn

- Bản tin thông báo: Dùng để cung cấp các thông báo lỗi, thông tin chẩn đoán

và thông tin trạng thái

- Kiểu bản tin: Chỉ ra kiểu bản tin là gì.

- Chiều dài bản tin: Chỉ ra chiều dài của các phần nhận dạng bản tin, cácthông số bắt buộc, và các thông số tuỳ chọn

- Nhận dạng bản tin: Là một số nhận dạng duy nhất bản tin Trường này cóthể được sử dụng để kết hợp các bản tin Thông báo với một bản tin khác

- Thông số bắt buộc, và thông số tuỳ chọn tuỳ thuộc vào từng bản tin LDP

2.2.1.3 Phát hiện LSR lân cận

Thủ tục phát hiện LSR lân cận của LDP chạy trên UDP được thực hiện nhưsau:

- Một LSR định kỳ gửi bản tin hello tới các cổng UDP đã biết của tất cả các

bộ định tuyến trong các mạng con của nhóm multicast

-Tất cả các LSR tiếp nhận bản tin hello này trên cổng UDP Tại một thờiđiểm nào đó, LSR sẽ biết được tất cả các LSR khác mà nó có thể kết nối trực tiếp

- Khi LSR nhận biết được địa chỉ của LSR khác bằng cơ chế này thì nó sẽthiết lập kết nối UDP tới LSR đó

- Khi đó, phiên UDP được thiết lập giữa 2 LSR, phiên LDP là phiên 2 chiều,tức mỗi LSR ở 2 đầu kết nối đều có thể yêu cầu và gửi liên kết nhãn

Trong trường hợp các LSR không kết nối trực tiếp trong một mạng con thìngười ta sử dụng cơ chế bổ sung sau:

LSR định kì gửi bản tin hello đến cổng UDP đã biết tại địa chỉ IP xác địnhđược khai báo khi lập cấu hình Đầu nhận bản tin này có thể trả lời bằng bản tinhello khác truyền chiều ngược lại tới LSR gửi và thiết lập các phiên LDP được thựchiện như trên

Thông thường trường hợp này thường được áp dụng khi giữ hai LSR có mộtđường LSP cho điều khiển lưu lượng và nó yêu cầu phải gửi các gói có nhãn quađường LSP đó

2.2.2 Giao thức RSVP

RSVP cổ điển cho phép các bộ định tuyến hoạt động mềm dẻo để lưu giữ lạitrạng thái truyền dẫn kết nối của chúng, tất nhiên RSVP sẽ tăng sự phân phát khi sốlượng các phiên tăng dần trong mạng Để làm cho RSVP có thể triển khai trongmôi trường MPLS, giao thức hiện nay cần phải được mở rộng

Các bản tin giao thức RSVP được mở rộng với một đối tượng mới để cungcấp sự cấp phát nhãn, sự phân phối và sự ràng buộc, dọc theo các bộ định tuyến rõràng Sự thay đổi đáng kể được giới thiệu tới cơ sở giao thức RSVP hiện nay là baogồm việc làm giảm đi cơ cấu "trạng thái mềm", trong đó các bản tin được gửi đimột cách định kỳ để duy trì đường dẫn và làm mới cơ cấu giữa các cơ cấu khác đểcho phép RSVP có thể cung cấp ER-LSP

Hình 2 10 Sự mở rộng RSVP để thiết lập ER-LDP

Giao thức dành trước tài nguyên RSVP dùng để dành trước các tài nguyêncho một phiên làm việc trong mạng RSVP được dự tính để đảm bảo hiệu năng bằngviệc dành trước các tài nguyên cần thiết tại mỗi node tham gia trong việc hỗ trợdòng lưu lượng (chẳng hạn như hội nghị video hay audio) Ta biết rằng IP là giaothức không hướng kết nối, nó không thiết lập trước đường đi cho các dòng lưulượng, trong khi đó RSVP thiết lập trước những đường đi này và đảm bảo cung cấp

đủ băng tần cho đường đi đó

RSVP yêu cầu phía thu đưa ra tham số QoS cho dòng lưu lượng Các ứngdụng phía thu phải xác định bản ghi QoS và chuyển tới RSVP Sau khi phân tíchcác yêu cầu này, RSVP gửi các yêu cầu tới tất cả các node tham gia trong việc vậnchuyển dòng lưu lượng

Hình 2.11 Các thực thể hoạt động RSVP

Chất lượng dịch vụ của một dòng lưu lượng nào đó được thực hiện bằng các

kỹ thuật gọi là điều khiển lưu lượng Những kỹ thuật này bao gồm: Một bộ phânloại gói, điều khiển chấp nhận kết nối, bộ lập lịch gói và điều khiển chính sách Nhưminh họa trong hình 2.11

Bộ phân loại xác định các lớp QoS cho mỗi gói dựa trên sự kiểm tra tiêu đềlớp vận chuyển và lớp IP Với mỗi giao diện đầu ra, bộ lập lịch gói hay một cơ chếphụ thuộc lớp liên kết dữ liệu nào khác sẽ đạt được giá trị QoS như đã cam kết Bộlập lịch gói thực hiện các mô hình dịch vụ QoS đã được định nghĩa bởi nhóm làm

việc các dịch vụ được tích hợp Trong suốt quá trình thiết lập việc dành trước tàinguyên, một yêu cầu QoS RSVP được chuyển tới hai modul quyết định tại chỗ đólà: điều khiển chấp nhận và điều khiển chính sách Điều khiển chấp nhận xác địnhxem node có đủ tài nguyên để cung cấp cho dòng lưu lượng với mức QoS được yêucầu hay không Điều khiển chính sách xác định xem một dòng lưu lượng nào đó cóđược cho phép theo các quy tắc quản lý hay không, chẳng hạn như các địa chỉ IPnào đó được hay không được cho phép dành trước băng tần, nhận dạng giao thứcnào đó là được hay không được cho phép dành trước băng tần,

RSVP mang các loại thông tin trong hai loại bản tin cơ bản là PATH vàRESV để xác định nguồn và các yêu cầu QoS cho luồng RSVP yêu cầu phía thuđưa ra các tham số QoS cho dòng lưu lượng Các ứng dụng tiếp nhận dòng lưulượng đến phải xác định bản ghi QoS (chứa các tham số QoS) rồi chuyển tới RSVP

Sau khi phân tích yêu cầu này, RSVP gửi các bản tin yêu cầu tới tất cả cácnode tham gia vào việc vận chuyển dòng lưu lượng Như được biểu diện trong hình2.12, các hoạt động được bắt đầu bằng bản tin Path RSVP Nó được sử dụng bởiphía gửi để thiết lập một đường đi cho phiên (dòng lưu lượng) các bản tinReservation được gửi bởi phía nhận và chúng cho phép phía gửi cũng như các nodetrung gian biết các yêu cầu của phía nhận Đường đi của bản tin Reservation làgiống với đường đi của bản tin Path nhưng ở hướng ngược lại

Hình 2 12 Hoạt động của các bản tin RSVP

Sự mở rộng của RSVP dùng để hỗ trợ MPLS trong việc thiết lập các LSPbằng cách sử dụng hay không sử dụng việc đặt trước tài nguyên Những mở rộngnày cũng dùng để tái định tuyến LSP, cân bằng tải, định tuyến cưỡng bức và pháthiện lặp vòng Những mở rộng của RSVP phản ánh nhiều hoạt động trong LDP như

đã nói ở trên Các host và các router hỗ trợ cả RSVP và MPLS có thể kết hợp các

nhãn và các dòng lưu lượng RSVP Mỗi lần một LSP được thiết lập, lưu lượng điqua đường dẫn này được xác định bởi giá trị nhãn đã được gắn vào gói tại lối vàocủa LSP Tập các gói được ấn định cùng giá trị nhãn thuộc về cùng một FEC vàcũng giống như tập các giá trị nhãn ấn định cho dòng lưu lượng cho RSVP Khi cácnhãn được kết hợp với các dòng lưu lượng thì router có thể nhận ra các trạng tháidành trước RSVP tương ứng cho mỗi gói, dựa trên giá trị nhãn của gói.

Sự mở rộng của RSVP cũng hỗ trợ định tuyến hiện, thường được biết như làđịnh tuyến cưỡng bức trong các miền MPLS Hoạt động này được thực hiện bằngviệc đặt đối tượng EXPLICIT_ROUTE vào bản tin Path như minh họa hình 2.13

Hình 2 13 Đối tượng Session và Explict Route 2.2.3 Giao thức BGP

Giao thức cổng đường biên BGP cũng đã được tăng cường để hỗ trợ việcphân bổ nhãn BGP được sử dụng để phân bổ một tuyến đường nào đó nó cũng cóthể được sử dụng phân bổ một nhãn được ràng buộc với tuyến đường đó Thông tinràng buộc nhãn của một tuyến đường nào đó được mạng cùng với bản tin UpdateBGP, bản tin này dùng để phân bổ tuyến đường

Các hoạt động BGP khá giống với hoạt động ngăn xếp nhãn MPLS thôngthường Chẳng hạn, nếu router A bên ngoài cần gửi một gói tới đích D và nếu chặng

kế tiếp BGP của A là một router B bên ngoài và nếu B đã ràng buộc nhãn L với D;lúc đó đầu tiên A sẽ đặt nhãn L vào ngăn xếp nhãn của gói, sau đó nó sử dụng IGP

để tìm chặng kế tiếp tới B - gọi là C Nếu C đã phân bổ cho A một nhãn MPLS thì

A có thể đặt nhãn này lên ngăn xếp nhãn của gói và sau đó gửi gói tới C

Nếu một tập các node BGP đang hoán đổi các thông tin định tuyến qua một

bộ phản hồi thông tin định tuyến Lúc đó nếu phân bổ nhãn được mang cùng vớiphân bổ thông tin định tuyến thì bộ phản hồi thông tin định tuyến cũng có thể phân

bổ nhãn Điều này cải thiện đáng kể khả năng mở rộng mạng

2.3 ĐỊNH TUYẾN TRONG MPLS

Định tuyến là quá trình tìm đường đi từ nguồn đến đích, được thực hiện dựatrên bảng định tuyến lưu tại các trạm hay trên các thiết bị định tuyến.Thông tintrong các bảng định tuyến được cập nhật tự động hoặc do người dùng cập nhật

MPLS hỗ trợ các kỹ thuật định tuyến:

- Định tuyến từng chặng

- Định tuyến hiện

- Định tuyến ràng buộc

Định tuyến từng chặng, phương pháp này tương đương với phương pháp

được sử dụng hiện nay trong các mạng IP truyền thống Các giao thức định tuyếntruyền thống chẳng hạn như OSPF, BGP được sử dụng để thăm dò địa chỉ IP.Trongphương pháp này cho phép mỗi nút nhận dạng các FEC và chọn hop kế cho mỗiFEC một cách độc lập, giống như định tuyến trong mạng IP nghĩa là mỗi LSR lựachọn một cách độc lập tuyến kế tiếp với một FEC cho trước Mỗi node MPLS xácđịnh nội dung của LIB bằng việc tham chiếu tới bảng định tuyến IP của nó Với mỗilối vào trong bảng định tuyến, mỗi node sẽ thông báo 1 ràng buộc (chứa 1 địa chỉmạng và 1 nhãn) tới các node lân cận Tuy nhiên, nếu muốn triển khai kỹ thuật lưulượng với MPLS, bắt buộc phải sử dụng kiểu định tuyến ràng buộc

Định tuyến hiện, định tuyến hiện tương tự với định tuyến nguồn Trong

phương pháp này không một node nào được cho phép lựa chọn chặng kế tiếp Thayvào đó một LSR được lựa chọn trước, thường là LSR lối vào hay LSR lối ra, sẽ xácđịnh danh sách các node mà ER-LSP đi qua Đường dẫn đã được xác định có thể làkhông tối ưu Dọc đường dẫn các tài nguyên có thể được đặt trước để đảm bảo QoS

cho lưu lượng dữ liệu Điều này làm cho kĩ thuật lưu lượng thực hiện dễ dàng hơncác dịch vụ được phân biệt có thể được cung cấp bằng cách sử dụng các luồng dựatrên các chính sách hay các phương pháp quản lý mạng.

Định tuyến hiện có thể xem là một tập con của định tuyến ràng buộc, trong

đó sự ràng buộc là đối tượng tuyến tường minh ER

Định tuyến ràng buộc: Tính cả các tham số như các đặc tính tuyến (băng

tần, trễ…), hop count và QoS Các LSP được thiết lập có thể là các CR-LSP, trong

đó các ràng buộc có thể là các chặng định tuyến hiện hay các yêu cầu QoS Cácchặng định tuyến hiện chỉ ra đường đi nào được dùng Các yêu cầu QoS chỉ ra cáctuyến và các cơ chế xếp hàng hay lập lịch nào được sử dụng cho luồng lưu lượng

Khi sử dụng định tuyến ràng buộc (CR), có thể một đường đi có cost tổngcộng lớn hơn nhưng chịu tải ít hơn sẽ được lưu chọn Tuy nhiên, trong khi CR giatăng hiệu năng mạng thì nó cũng cũng bổ sung thêm độ phức tạp trong việc tínhtoán định tuyến vì đường dẫn được lựa chọn phải thoả mãn các yêu cầu QoS củaLSP CR có thể được sử dụng cùng với MPLS để thiết lập các LSP IETF đã địnhnghĩa thành phần CR-LDP để làm cho việc thiết lập đường đi dựa trên các ràngbuộc trở nên thuận tiện hơn

Phần tiếp theo sẽ trình bày chi tiết về định tuyến ràng buộc và các vấn đề liênquan trong kỹ thuật định tuyến này

2.3.1 Định tuyến ràng buộc

Định tuyến ràng buộc là một phương tiện để thực hiện xử lý tự động hóa kỹthuật lưu lượng, khắc phục được các hạn chế của định tuyến theo đích Nó xác địnhcác route không chỉ dựa trên topology mạng (thuật toán chọn đường ngắn nhất SPF)

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 đườngđược chọn có số lượng hop nhỏ nhất nhưng phải đảm bảo băng thông khả dụng trêntất cả các chặng liên kết, quyết định cơ bản như sau: Chọn đường ngắn nhất trong sốtất cả các đường có băng thông khả dụng thỏa mãn yêu cầu

Hình 2.14 Ví dụ định tuyến ràng buộc

Để minh họa hoạt động của định tuyến ràng buộc, xét cấu trúc mạng “concá” kinh điển như hình 2.14 Giả sử rằng định tuyến ràng buộc sử dụng số hop vàbăng thông khả dụng làm các metric Lưu lượng 600 Kbps được định tuyến trướctiên, sau đó là lưu lượng 500 Kbps và 200 Kbps Cả 3 loại lưu lượng này đều hướngđến cùng một ER

Vì lưu lượng 600 Kbps được định tuyến trước nên nó đi theo đường ngắnnhất là R8-R2-R3-R4-R5.Vì băng thông khả dụng là như nhau trên tất cả các chặngnên lưu lượng 600 Kbps chiếm 60% băng thông và vì băng thông khả dụng củađường ngắn nhất không đủ cho cả 2 lưu lượng 600Kbps và 500 Kbps, nên lưu lượng

500 Kbps được định tuyến đi theo đường mới qua R6 và R7 mặc dù nhiều hơn mộthop so với đường cũ Với lưu lượng 200 Kbps tiếp theo, vì vẫn còn băng thông khảdụng trên đường ngắn nhất nên đường này được chọn để chuyển lưu lượng 200Kbps

Định tuyến ràng buộc có thể hoạt động online hay offline Kiểu online chophép các router tính đường cho các LSP bất kỳ lúc nào.Trong kiểu offline, mộtserver không trực tuyến sẽ tính toán đường cho các LSP theo định kỳ (chu kỳ có thểđược chọn bởi nhà quản trị, thường là vài giờ hoặc vài ngày) Các LSP được báohiệu thiết lập theo các đường đã được chọn LSP sẽ được định hình để đưa ra cáchtính toán đường dẫn

 Thuật toán định tuyến ràng buộc

Định tuyến ràng buộc phải tính toán xác định đường đi thoả mãn điều kiện:

- Tối ưu theo một tiêu chuẩn nào đó (Đường ngắn nhất, số chặng ít nhất, )

- Thoả mãn các điều kiện ràng buộc

Thuật toán SPF thường được sử dụng để tìm đường tối ưu theo tiêu chuẩnnào đó Các mạng IP truyền thống sử dụng thuật toán này để tìm đường tối ưu dựatrên số hop, đường đi ngắn nhất v.v… mà không tính tới các yếu tố bổ sung như trễ,biến thiên trễ v.v…Để thoả mãn tất cả các điều kiện ràng buộc thì thuật toán SPFcần phải thay đổi để bao gồm các điều kiện ràng buộc Thuật toán mới này gọi làSPF cưỡng bức (CSPF)

Thuật toán SPF hoạt động khởi đầu tại một nút được gọi là gốc và bắt đầutính toán xây đường ngắn nhất ứng với gốc là nút đó Tại mỗi vòng của thuật toán

sẽ có một danh sách các nút “ứng cử” không nhất thiết phải là ngắn nhất Tuy nhiênứng với nút “ứng cử” ở ngay kề nút gốc thì đường nối tới nút này phải là ngắn nhất

Vì vậy tại mỗi vòng, thuật toán sẽ tách nút có đường ngắn nhất tới nút gốc từ danhsách nút “ứng cử” Nút này sẽ được bổ sung vào cây đường ngắn nhất, thì các nútkhông nằm trên cây đường ngắn nhất nhưng liền kề ngay nút này cũng được kiểmtra để bổ sung hoặc sửa đổi danh sách nút “ứng cử” Sau đó thuật toán lại được thựchiện lặp lại Trong trường hợp tìm đường ngắn nhất từ một gốc đến tất cả các nútkhác trong mạng thì thuật toán sẽ dừng khi nào danh sách các nút “ứng cử” là rỗng.Trong trường hợp tìm đường ngắn nhất từ một gốc đến một nút cụ thể thì thuật toán

sẽ dừng lại khi nào nút đó được bổ sung vào cây đường ngắn nhất Thuật toán SPF

để tính toán xác định đường ngắn nhất từ nút nguồn đến nút đích có thể được thựchiện theo các bước sau:

- Bước 1: Đặt danh sách các nút “ứng cử” bằng rỗng Đặt cây đường ngắnnhất chỉ có gốc S Đối với mỗi nút liền kề gốc đặt độ dài đường bằng độ dài kênhgiữa gốc và nút Đối với tất cả các nút khác, đặt độ dài này bằng vô cùng

- Bước 2: Đặt tên nút bổ sung vào cây đường ngắn nhất là V Kiểm tra cácnút phía còn lại của mỗi kênh nối vào nút này Đánh dấu các nút này là W

Bước 2a: Nếu như nút W này đã có trong danh sách cây đường ngắnnhất thì kiểm tra tiếp với các kênh còn lại nối với nút V.

Bước 2b: Trong trường hợp ngược lại (W không nằm trong danh sáchcây đường ngắn nhất) thì tính độ dài của đường nối từ gốc đến nút W (độ dài nàybằng tổng độ dài của đường nối từ gốc đến nút V cộng với độ dài từ nút V đến nútW) Nếu W không nằm trong danh sách các nút “ứng cử” thì giá trị độ dài đườnghiện thời lớn hơn giá trị độ dài đường mới tính và gán giá trị độ dài đường từ gốcđến nút W bằng độ dài mới tính

- Bước 3: Trong danh sách nút “ứng cử”, tìm một nút với độ dài đường ngắnnhất Bổ sung nút này vào cây đường ngắn nhất và xoá nút này khỏi danh sách nút

“ứng cử” Nếu đây là nút đích D thì thuật toán kết thúc và ta được cây đường ngắnnhất từ nút nguồn SPF đến nút đích Nếu ngược lại thì quay trở lại bước 2

Từ các bước của thuật toán SPF để trở thành CSPF, ta phải sửa đổi bướcthực hiện bổ sung sửa đổi danh sách nút “ứng cử” Cụ thể là bước 2, khi chúng takiểm tra các kênh nối với nút V, đối với mỗi kênh trước hết chúng ta kiểm tra xemkênh đó có thoả mãn điều kiện ràng buộc không Chỉ khi điều kiện này được thoảmãn, sau đó chúng ta mới kiểm tra nút W ở đầu kia của kênh Thông thường chúng

ta hay gặp bài toán tìm đường từ S đến D thoả mãn một số điều kiện ràng buộc làC1, C2,…,Cn Khi đó tại bước 2 chúng ta sẽ kiểm tra tất cả các kênh nối với nút V,đối với mỗi kênh trước hết chúng ta kiểm tra xem nó có thoả mãn điều kiện C1,C2, , Cn Chỉ khi kênh thoả mãn tất cả các điều kiện ràng buộc thì chúng ta mớikiểm tra nút W ở phía đầu kia của kênh

Về tổng quát, thủ tục kiểm tra xem kênh có thoả mãn một điều kiện ràngbuộc cụ thể là đặc điểm của định tuyến ràng buộc Để kiểm tra kênh có thoả mãnmột điều kiện ràng buộc cụ thể nào đó thì ta phải biết trước các thông tin của kênhtương ứng có liên quan đến điều kiện ràng buộc Ví dụ nếu điều kiện ràng buộc cầnthoả mãn là độ rộng băng tần khả dụng thì chúng ta cần biết trước thông tin về độrộng băng tần khả dụng của từng kênh và tiến hành kiểm tra độ rộng băng tần khả

dụng của kênh có lớn hơn một giá trị độ rộng băng tần được chỉ ra trong điều kiệnràng buộc và chỉ khi thoả mãn ta mới kiểm tra nút W ở đầu kia của kênh.

Thuật toán xác định đường sử dụng trong CSPF, yêu cầu bộ định tuyến thựchiện việc xác định đường phải có các thông tin về tất cả các kênh trong mạng Do

đó chỉ một số loại giao thức định tuyến có thể hỗ trợ định tuyến cưỡng bức đó làgiao thức định tuyến theo trạng thái kênh (ví dụ: IS-IS, OSPF)

Để minh hoạ cho CSPF, ta hãy xem xét ví dụ ở hình 2.15 Giả sử rằng độ dàitất cả các kênh đều bằng nhau và có giá trị là 1, tất cả các kênh đều có độ rộng băngtần khả dụng là 150 Mb/s, ngoại trừ kênh nối từ LSR2 đến LSR4 có độ rộng băngtần khả dụng là 45Mb/s Nhiệm vụ của chúng ta là tìm đường từ LSR1 đến LSR6sao cho có độ dài ngắn nhất và độ rộng băng tần khả dụng phải lớn hơn hoặc bằng100Mb/s Ở đây điều kiện ràng buộc cần thoả mãn là độ rộng băng tần khả dụng

Hình 2.15 Ví dụ về CSPF

Khởi đầu cây đường ngắn nhất (có gốc là LSR1) chỉ có nút LSR1 Tiếp theochúng ta kiểm tra hai nút bên cạnh LSR1 đó là LSR2 và LSR3 với lưu ý rằng độrộng băng tần khả dụng của kênh (LSR1-LSR2) và (LSR1-LSR3) đều lớn hơn giátrị cần thiết là 100Mb/s Kết luận không kênh nào vi phạm điều kiện ràng buộc vìvậy chúng ta bổ sung LSR2 và LSR3 vào danh sách “ứng cử” Tiếp theo chúng tatìm nút có khoảng cách ngắn nhất đến LSR1 trong danh sách các nút “ứng cử” Nútnày là LSR2 (ở đây cả hai nút LSR2 và LSR3 đều có khoảng cách như nhau đếnLSR1 vì vậy có thể chọn ngẫu nhiên là LSR2), chúng ta bổ sung nó vào cây đườngngắn nhất (LSR1, LSR2) và xoá nó khỏi danh sách các nút “ứng cử” Kết thúc vòngmột của thuật toán

Vòng hai chúng ta kiểm tra nút cạnh nút LSR2 là LSR4 Với nút này chúng

ta thấy rằng độ rộng băng tần khả dụng trên kênh (LSR2-LSR4) nhỏ hơn độ rộngbăng tần yêu cầu Vì vậy kênh này không thoả mãn điều kiện ràng buộc và chúng takhông bổ sung LSR4 vào danh sách nút “ứng cử” Chúng ta vẫn còn LSR3 trongdanh sách nút “ứng cử”, vì vậy ta bổ sung nó vào cây đường ngắn nhất (LSR1,LSR3) và xoá nó khỏi danh sách “ứng cử” Kết thúc vòng hai của thuật toán

Tại vòng 3 của thuật toán, ta kiểm tra cạnh nút LSR3 là nút LSR5 và thấy độrộng băng tần khả dụng trên kênh (LSR3-LSR5), lớn hơn độ rộng băng tần yêu cầu

Vì vậy kênh này thoả mãn điều kiện ràng buộc và ta bổ sung nó vào danh sách nút

“ứng cử” Tiếp theo ta tìm trong danh sách các nút “ứng cử” nút có khoảng cáchngắn nhất tới LSR1 là nút LSR5 Do đó, ta bổ sung LSR5 vào cây đường ngắn nhất

và xoá LSR5 khỏi danh sách “ứng cử” Kết thúc vòng 3 của thuật toán

Tại vòng thứ 4 của thuật toán, ta kiểm tra nút cạnh nút LSR5 là LSR4 Vớinút này chúng ta thấy rằng độ rộng băng tần khả dụng trên kênh (LSR5-LSR4) lớnhơn độ rộng băng tần yêu cầu Vì vậy kênh này thoả mãn điều kiện ràng buộc và ta

bổ sung nó vào danh sách nút “ứng cử” Tiếp theo chúng ta tìm trong danh sách cácnút “ứng cử” nút có khoảng cách ngẵn nhất tới LSR1 là nút LSR4 Vì vậy ta bổsung LSR5 vào cây đường ngắn nhất (LSR1, LSR3, LSR5, LSR4) và xoá LSR4khỏi danh sách “ứng cử” Kết thúc vòng thứ tư của thuật toán

Tại vòng thứ 5 của thuật toán, ta kiểm tra nút cạnh nút LSR5 là LSR6 vàLSR7 Với nút này ta thấy độ rộng băng tần khả dụng trên các kênh (LSR4-LSR6)

và (LSR4-LSR7) lớn hơn độ rộng băng tần yêu cầu Vì vậy kênh này thoả mãn điềukiện ràng buộc và ta bổ sung LSR6 và LSR7 vào danh sách nút “ứng cử” Tiếp theo

ta nhận thấy rằng trong danh sách các nút “ứng cử” có nút LSR6 có khoảng cáchngắn nhất tới LSR1 Vì vậy ta bổ sung LSR6 vào cây đường ngắn nhất (LSR1,LSR3, LSR5, LSR4, LSR6) và xoá LSR6 khỏi danh sách “ứng cử” Tại đây ta nhậnthấy cây đường ngắn nhất đã có nút LSR6 là nút đích của đường cần tìm Do đóthuật toán kết thúc ở đây Kết quả đường ngắn nhất tử LSR1 đến LSR6 là (LSR1,LSR3, LSR5, LSR4, LSR6) Chúng ta có thể nhận thấy đường này khác với đườngđược xác định theo thuật toán SPF có thể là (LSR1, LSR2, LSR4, LSR6)