CHƯƠNG 4 HỆ THỐNG QUẢN LÝ MẠNG VIỄN THÔNG
4.3 QUẢN LÝ MẠNG MPLS/GMPLS
4.3.1 Các khía cạnh quản lý MPLS
Hiện thời, hai ứng dụng quan trọng nhất của MPLS là kỹ thuật lưu lượng và mạng riêng ảo. Tuy nhiên các ứng dụng khác của MPLS như VoIP, các dịch vụ mô phỏng kênh ảo và dịch vụ mạng LAN ảo qua MPLS cũng sẽ cùng tồn tại. Mặc dù một số ứng dụng của MPLS như TE và VPN hiện đang được phát triển trên một số giao thức không dựa trên MPLS, nhưng MPLS vẫn thỏa mãn được các mục tiêu của các ứng dụng do sự tách biệt của mặt bằng định tuyến và mặt bằng chuyển tiếp cùng với các cơ chế báo hiệu tích hợp trong MPLS.
Ví dụ, với việc cung cấp dịch vụ mạng riêng ảo, MPLS có thể thực hiện đơn giản hoạt động cấu hình VPN bởi yêu cầu của người quản lý thông qua các thiết bị biên kết nối tới mạng biên khách hàng. Báo hiệu MPLS quản lý các kết nối thực tế trong VPN. Một ví dụ của mạng MPLS hỗ trợ VPN được trình bày trong hình 4.6.
75 Hình 4.6: Ví dụ về cung cấp dịch vụ VPN trên MPLS
MPLS hỗ trợ kỹ thuật lưu lượng thông qua các tuyến hiện trong quá trình định tuyến để tạo ra một đường dẫn có một số đặc tính dữ liệu đặc biệt qua mạng. Các công nghệ hiện thời sử dụng các giao thức định tuyến để tìm ra các đường dẫn có trọng số thấp nhất. Như vậy, có thể xảy ra trường hợp tồn tại nhiều đường dẫn có trọng số bằng nhau và chỉ một đường được chọn. Mặt khác, các giao thức định tuyến thường chuyển tất cả các lưu lượng vào một đường dẫn đơn được chọn và có thể gây ra các điểm tập trung lưu lượng tại các nút khi có rất nhiều đường dẫn xuyên qua đó.
Giải pháp kỹ thuật lưu lượng được sử dụng để giải quyết hai vấn đề còn tồn tại trên thông qua các tuyến hiện được điều hành bởi người quản lý. Người quản lý có thể phân các luồng lưu lượng trong mạng theo các tuyến khác nhau không phụ thuộc vào tiến trình định tuyến. Hơn nữa, kỹ thuật lưu lượng cho phép người quản lý mạng có thể tạo ra các tuyến dự phòng cho các đường dẫn. Để thực hiện các cơ chế này, các đường hầm MPLS TE được thiết lập để truyền tải các gói qua mạng MPLS. Một ví dụ về MPLS TE được mô tả trên hình 4.7.
Hình 4.7: Đường hầm kỹ thuật lưu lượng trong MPLS-TE
Với giả thiết các liên kết có cùng giá trị trọng số thì hai đường dẫn có trọng số bằng nhau sẽ được thực hiện cho truyền tải dữ liệu. Đường chấm đậm thể hiện đường dẫn tối ưu
Mạng lõi MPLS của nhà cung cấp
Internet
VPN VPN VPN
Miền MPLS
Đường dẫn chọn bởi giao thức định tuyến Đường hầm kỹ thuật lưu lượng
76 được chọn bởi giao thức định tuyến, đường chấm nhạt thể hiện đường hầm MPLS TE đã được cấu hình qua đường dẫn chọn bởi giao thức định tuyến. Điều này cho phép một số lưu lượng đi qua các đường dẫn ngầm định chuyển hướng sang các đường luân phiên. Đường hầm TE đã được cấu hình để sử dụng đường dẫn luân phiên và chưa sử dụng để tối ưu nguồn tài nguyên mạng.
Một trong các thách thức lớn nhất của vấn đề quản lý mạng MPLS nảy sinh từ cơ chế báo hiệu của giải pháp công nghệ này. MPLS sử dụng các kỹ thuật định tuyến khác nhau để thiết lập các đường dẫn thông qua các điều kiện ràng buộc để tạo ra các đường chuyển mạch nhãn LSP. LSP được tạo ra không nhất thiết phải tồn tại các cơ chế báo hiệu như trong mạng IP thuần cho dù các phần tử mạng của MPLS có thể hỗ trợ các giao thức báo hiệu. Thêm vào đó, số lượng phần tử cần quản lý trong mạng MPLS là rất lớn và đưa tới các thủ tục quản lý có độ phức tạp cao. Các đối tượng quản lý được chỉ ra dưới đây là các đối tượng quan trọng nhất của vấn đề quản lý mạng MPLS.
Đối tượng định tuyến hiện (ERO)
Đối tượng định tuyến hiện ERO (Explicit Route Object) là một danh sách các địa chỉ lớp 3 trong một vùng mạng MPLS. Tương tự như danh sách chuyển tiếp mong muốn DTL (Designated Transit List) trong ATM, ERO mô tả một danh sách các nút MPLS có đường hầm đi qua. ERO được thiết lập thông qua giao thức báo hiệu dành trước tài nguyên hỗ trợ kỹ thuật lưu lượng RSVP-TE nhằm chỉ rõ đường dẫn chứa đường hầm. Trên khía cạnh định tuyến, tuyến hiện còn thể hiện đặc tính ràng buộc của đường dẫn, vì vậy đối tượng tuyến hiện cho phép người quản lý có thể cưỡng bức các đường dẫn theo từng bước nhảy trên LSP. Một đối tượng tuyến hiện ERO lưu trữ trong bảng MIB trên nút khởi đầu LSP và có thể dùng cho nhiều đường hầm của nút đó. Do đặc tính hỗ trợ lưu lượng tự động, các đối tượng tuyến hiện thường không sử dụng phương pháp cấu hình nhân công cho các LSP mà thông qua các giao thức báo hiệu như RSVP-TE.
Đối tượng tài nguyên
Các giải pháp hỗ trợ kỹ thuật lưu lượng và QoS trong MPLS cho phép sự dành trước tài nguyên trong mạng. Đối tượng tài nguyên trong MPLS được cung cấp thông qua các bản tin dành trước tài nguyên, đường hầm ưu tiên hoặc các đường dẫn LSP ngắn nhất. Trên góc độ quản lý lưu lượng LSP cho mạng MPLS, đối tượng tài nguyên của LSP thường gồm một số thành phần sau: Băng tần thu phát lớn nhất; Kích cỡ bó lưu lượng lớn nhất; Độ dài gói.
Đường hầm và đường chuyển mạch nhãn
Các đường hầm trong MPLS được thể hiện qua các đối tượng gồm phân đoạn vào (In- segment), kết nối chéo (Cross connect) và phân đoạn ra (Out-segment). Một gói tin được chuyển qua đường hầm trên cơ sở của các phương pháp sau:
- Chuyển tiếp dựa trên cơ sở tra cứu nhãn MPLS;
- Chuyển tiếp trên cơ sở tài nguyên có sẵn cố định;
- Chuyển tiếp theo trên cơ sở ràng buộc theo kỹ thuật lưu lượng.
77 Các đường hầm và LSP đều dựa trên kỹ thuật lưu lượng xác lập qua các địa chỉ IP đặc biệt, các gói tin trong đường hầm được phân biệt qua các địa chỉ IP tại phía đầu vào và đầu ra của đường hầm nhằm hỗ trợ kỹ thuật lưu lượng. Các đối tượng phân đoạn vào và ra là các điểm đầu vào và đầu ra lưu lượng của một nút. Từ các đối tượng này, nút MPLS sử dụng đối tượng kết nối chéo nhằm quyết định chuyển mạch lưu lượng qua nút. Một bảng đấu nối chéo trong một nút MPLS hỗ trợ 3 kiểu kết nối gồm: Điểm - điểm, điểm - đa điểm và đa điểm - điểm.
Các giao thức báo hiệu
Các đường dẫn chuyển mạch nhãn LSP và đường hầm trong MPLS có thể sử dụng bằng phương pháp nhân công hoặc tự động thông qua giao thức báo hiệu. Các giao thức báo hiệu trong MPLS có thể được sử dụng để thiết lập các LSP bao gồm hai giao thức cơ bản:
Giao thức dành trước tài nguyên hỗ trợ kỹ thuật lưu lượng RSVP-TE và giao thức phân phối nhãn ràng buộc CR-LDP. Các giao thức báo hiệu này thể hiện tài nguyên quản lý thông qua các hoạt động cấp phát nhãn, chọn đường dẫn và thiết lập các đặc tính đường dẫn.