Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục
MỤC LỤC
THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT .................................................................................. i
LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................................. iii
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ MPLS ................................................ 1
1.1 Xu hướng phát triển dịch vụ .................................................................................. 1
1.2 Xu hướng phát triển công nghệ mạng .................................................................... 3
1.2.1 Định tuyến và chuyển mạch gói truyền thống..................................................3
1.2.2 Công nghệ mạng dựa trên giao thức IP ............................................................ 3
1.2.3 Công nghệ ATM ............................................................................................. 4
1.2.4 IP và ATM ..................................................................................................... 4
So sánh giữa IP và ATM ...................................................................................... 4
Giải pháp sử dụng mô hình xếp chồng .................................................................. 6
1.3 Sự ra đời công nghệ MPLS ................................................................................... 8
1.3.1 Chuyển mạch nhãn là gì? ................................................................................ 8
1.3.2 Tại sao sử dụng MPLS? ................................................................................ 10
Tốc độ và trễ ...................................................................................................... 10
Khả năng mở rộng mạng .................................................................................... 11
Tính đơn giản ..................................................................................................... 11
Sử dụng tài nguyên ............................................................................................. 12
Điều khiển đường đi ........................................................................................... 12
CHƯƠNG 2 CÔNG NGHỆ MPLS ............................................................................. 14
2.1 Một số vấn đề cơ bản ........................................................................................... 14
2.1.1 Các thuật ngữ, định nghĩa sử dụng trong MPLS ........................................... 14
2.1.2 Một sồ vấn đề liên quan đến nhãn (Label) ..................................................... 16
Không gian nhãn ............................................................................................... 16
Lưu Anh Tú, D2001VT
Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục
Sự duy nhất của nhãn trong không gian nhãn ...................................................... 17
Ngăn xếp nhãn ................................................................................................... 19
Sự duy trì nhãn ................................................................................................... 22
3.1.1 Mở đầu .......................................................................................................... 71
3.1.2 Cấu trúc phân lớp chức năng NGN ................................................................ 72
3.1.2 Nguyên tắc tổ chức mạng .............................................................................. 72
3.1.3 Tổ chức các lớp chức năng trong NGN ......................................................... 73
Tổ chức lớp ứng dụng và lớp dịch vụ mạng ........................................................ 73
Tổ chức lớp điều khiển ....................................................................................... 74
Tổ chức lớp truyền tải ........................................................................................ 74
Tổ chức lớp truy nhập ........................................................................................ 74
3.1.4 Kết nối NGN với các mạng hiện thời ............................................................. 74
Kết nối với mạng PSTN ..................................................................................... 74
Kết nối với mạng Internet ................................................................................... 75
3.1.5 Lộ trình chuyển đổi sang NGN ...................................................................... 76
3.2 Khả năng ứng dụng MPLS tại Việt Nam .............................................................. 78
3.2.1 Những điểm cơ bản trong định hướng phát triển của ngành viễn thông Việt
Nam.......................................................................................................................78
3.2.2 Các công nghệ và triển vọng triển khai..........................................................78
1. Công nghệ IP .................................................................................................. 79
2. Công nghệ ATM ............................................................................................. 79
3. Công nghệ MPLS ........................................................................................... 79
3.2.3 Các giải pháp ứng dụng MPLS......................................................................80
1. Giải pháp 1: MPLS trong mạng lõi ................................................................. 80
Lưu Anh Tú, D2001VT
Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục
2. Giải pháp 2: ATM lõi, MPLS ở các tổng đài đa dịch vụ ................................. 83
3. Giải pháp 3: Mạng MPLS hoàn toàn ............................................................... 86
4. Đánh giá các giải pháp ................................................................................... 88
KẾT LUẬN ..................................................................................................................... 89
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 90
Lưu Anh Tú, D2001VT
Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ và từ viết tắt
NGN Next Generation Network Mạng thế hệ kế tiếp
NHRP Next Hop Resolution Protocol Giao thức phân giải chặng kế tiếp
OSPF Open Shortest Path First Giao thức đường đi ngắn nhất
đầu tiên
PID Protocol Identifier Nhận dạng giao thức
PNNI Private Network-Network Interface Mạng riêng ảo
QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ
RESV Resevation Bản tin dành trước
RFC Request For Comment Yêu cầu ý kiến
RSVP Resource Resevation Protocol Giao thức dành trước tài nguyên
Lưu Anh Tú, D2001VT
i
Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ và từ viết tắt
SG Signaling Gateway Cổng báo hiệu
SPF Shortest Path First Đường đi ngắn nhất đầu tiên
STM Synchronous Transmission Mode Chế độ truyền dẫn đồng bộ
SVC Signaling Virtual Circuit Kênh ảo báo hiệu
TCP Transission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền
dẫn
TGW Traffic Gateway Cổng lưu lượng
TLV Time To Live Thời gian sống
TLV Type-Leng-Value Kiểu-Chiều dài-Giá trị
ToS Type of Service Kiểu dịch vụ
UDP User Datagram Protocol Giao thức lược đồ dữ liệu
VC Virtual Circuit Kênh ảo
VCI Virtual Circuit Identifier Nhận dạng kênh ảo
VNPT Vietnam Post & Telecommunications Tổng công ty BCVT Việt Nam
VP Virtual Path Đường ảo
VPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo
VPI Virtual Path Identifier Nhận dạng đường ảo
Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Viễn thông đã giúp đỡ em
trong thời gian qua.
Xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè và người thân - những người đã giúp đỡ
động viên tôi trong quá trình học tập.
Lưu Anh Tú, D2001VT
iii
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1. Giới thiệu về công nghệ MPLS
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ MPLS
Trong chương này, đầu tiên chúng ta nêu ra xu hướng phát triển dịch vụ và những
vấn đề nảy sinh với các mạng truyền thống trong quá trình phát triển. Tiếp đến là phần
mô tả quá trình phát triển công nghệ mạng, các ưu nhược điểm của mỗi công nghệ và
cuối cùng là phần giải thích cho việc ra đời của công nghệ chuyển mạch nhãn -tại sao
các mạng chuyển mạch nhãn (MPLS là tiêu chuẩn) đóng vai trò quan trọng trong các
liên mạng riêng và mạng Internet toàn cầu đa dịch vụ? Nội dung chương này có các vấn
đề chính sau.
1.1 Xu hướng phát triển dịch vụ
1.2 Xu hướng phát triển công nghệ mạng
1.3 Sự ra đời của MPLS
1.1 Xu hướng phát triển dịch vụ
Trong phần này chúng ta sẽ xem xét quan điểm đứng từ phía người sử dụng dịch
vụ để thấy được xu hướng phát triển dịch vụ hiện nay.
Chúng ta đang sống trong thời đại mà nhu cầu về trao đổi, tìm kiếm thông tin trở
nên rất cần thiết với con người. Gần như chúng ta có thể tìm kiếm mọi thông tin mà
chúng ta cần trên Internet, do đó nhu cầu truy cập vào mạng Internet để tìm kiếm, trao
đổi thông tin trở nên rất lớn. Trong bối cảnh đó mạng Internet trở thành công cụ hữu ích
đáp ứng một cách đầy đủ nhất và dẫn đến sự bùng nổ về số người sử dụng mạng, người
ta ước tính số ngưòi sử dụng mạng đang tăng theo hàm mũ.
Cùng với sự phát triển của xã hội về nhiều mặt, các ngành công nghiệp không
ngừng phát triển và ngành công nghiệp viễn thông cũng không là ngoại lệ. Nhu cầu sử
nếu để cho chúng ta phải loại bỏ một số lưu lượng thì nên loại bỏ dòng lưu lượng của
ứng dụng có độ ưu tiên thấp hơn trước (thường thì đó là ứng dụng có yêu cầu băng
thông thấp hơn), song mạng thì không làm như vậy, nó không phân biệt người sử dụng
và không dành quyền ưu tiên cho người sử dụng nào.
Vậy chúng ta có thể nói rằng giải pháp nỗ lực tối đa không phải là mô hình quá
tốt. Những gì chúng ta cần là có một cách để quản lý QoS phù hợp với sự đầu tư và yêu
cầu của người sử dụng.
Qua việc phân tích sơ bộ quan điểm đứng từ phía người sử dụng, chúng ta thấy
được xu hướng phát triển dịch vụ và một số vấn đề đang gặp phải với các mạng truyền
thống. Vậy thì các nhà cung cấp mạng và các nhà cung cấp dịch vụ cần phải làm gì để
đáp ứng yêu cầu của người sử dụng. Sau đây, chúng ta xem xét quá trình phát triển công
nghệ mạng mà các nhà cung cấp mạng đã thực hiện.
Lưu Anh Tú, D2001VT
2
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1. Giới thiệu về công nghệ MPLS
1.2 Xu hướng phát triển công nghệ mạng
1.2.1 Định tuyến và chuyển mạch gói truyền thống
Sự triển khai đầu tiên của mạng Internet nhằm vào các yêu cầu truyền số liệu qua
mạng. Các mạng này phục vụ cho các ứng dụng đơn giản như là truyền file và đăng
nhập từ xa. Để thực hiện các yêu cầu này, một bộ định tuyến dựa trên phần mềm đơn
giản, với các giao diện mạng T1/E1 hay T3/E3 để hỗ trợ các mạng xương sống, là có thể
đáp ứng được yêu cầu. Khi các dịch vụ yêu cầu tốc độ cao và khả năng để hỗ trợ tốc độ
truyền dẫn băng tần lớn xuất hiện thì các thiết bị với khả năng chuyển mạch tạo lớp 2 và
lớp 3 bằng phần cứng phải được triển khai. Các thiết bị chuyển mạch lớp 2 nhằm vào tắc
nghẽn tại cổ chai chuyển mạch trong các mạng con của môi trường mạng cục bộ (LAN).
Các thiết bị chuyển mạch lớp 3 giúp làm giảm nhẹ tắc nghẽn cổ chai trong việc định
tuyển lớp 3 bằng việc đưa tuyến đường đã tìm kiếm ở lớp 3 tới phần cứng chuyển mạch
tốc độ cao.
Những giải pháp đầu tiên này đã đáp ứng được yêu cầu về tốc độ truyền bằng với
tốc độ trên đường truyền (nghĩa là tốc độ chuyển mạch bằng với tốc độ truyền trên dây)
như thoại, dữ liệu, video; phân mảnh nó thành các gói có kích thước cố định (gọi là cell),
và sau đó truyền tải các cell trên đường dẫn đã được thiết lập trước, gọi là kết nối ảo.
Bởi vì khả năng hỗ trợ truyền dữ liệu, thoại, và video với chất lượng cao trên một số các
công nghệ băng tần cao khác nhau, ATM từng được xem như là công nghệ chuyển mạch
hứa hẹn nhất và thu hút nhiều sự quan tâm. Tuy nhiên, hiện nay cũng như trong tương lai
hệ thống toàn ATM sẽ không phải là sự lựa chọn phù hợp nữa.
Song đối với các ứng dụng có thời gian kết nối ngắn, thì môi trường hướng kết
nối dường như lại không thích hợp do thời gian để thiết lập kết nối cũng như tỷ lệ phần
thông tin mào đầu lại quá lớn. Với các loại lưu lượng như vậy thì môi truờng phi kết nối
với phương thức định tuyến đơn giản, tránh phải sử dụng các giao thức báo hiệu phức
tạp sẽ phù hợp hơn.
1.2.4 IP và ATM
So sánh giữa IP và ATM
ATM khác với kỹ thuật định tuyến IP ở nhiều điểm. ATM là một kỹ thuật kết nối
có hướng tức là hai hệ thống phải thiết lập đường truyền trước khi diễn ra quá trình
truyền dữ liệu. ATM yêu cầu các kết nối được thiết lập bằng nhân công hay được thiết
lập động bởi các giao thức báo hiệu. Một điểm khác nhau nữa là ATM không thực hiện
định tuyến theo từng gói tại mỗi node trung gian (cách mà IP thực hiện) mà đường dẫn
ATM qua mạng giữa hai thực thể phải được tính toán từ trước và cố định trong thời gian
liên lạc. Khi thiết lập kết nối, mỗi chuyển mạch ATM gán một giá trị nhận dạng hay một
Lưu Anh Tú, D2001VT
4
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1. Giới thiệu về công nghệ MPLS
nhãn cho chuyển mạch, kết nối và các cổng ra/vào của chuyển mạch. Kỹ thuật này cho
phép hệ thống dành riêng tài nguyên cố định cho một đường kết nối cụ thể và mỗi
chuyển mạch ATM riêng cần thiết phải xây dựng một bảng chuyển tiếp chỉ bao gồm các
thực thể về các kết nối đang hoạt động qua chuyển mạch. Ngược lại, với IP một bộ định
tuyến phải sử dụng một bảng định tuyến chứa tất cả các đích đến có thể caca, trong số
này có nhiều đường địa chỉ mà gói tin không bao giờ đi qua.
Quá trình chuyển tiếp một tế bào qua một chuyển mạch ATM tương tự như quá
IETF coi IP như một lớp nằm trên lớp ATM và định nghĩa các mạng con IP trên nền
mạng ATM. Phương thức tiếp cận xếp chồng này cho phép IP và ATM hoạt động với
nhau mà không cần thay đổi giao thức của chúng. Tuy nhiên cách này không tận dụng
hết khả năng của ATM. Ngoài ra cách này không thích hợp với mạng có nhiều router và
không hiệu quả trên một số mặt, chẳng hạn như có sự chồng chéo về chức năng, quản lý
mạng phức tạp. Tổ chức ATM-Forum dựa trên mô hình này đã phát triển công nghệ
LANE và MPOA. Các công nghệ này sử dụng các máy chủ để chuyển đổi địa chỉ nhưng
đều không tận dụng được khả năng đảm bảo chất lượng dịch vụ của ATM. Chúng ta hãy
xem xét kỹ hơn vấn đề này.
Từ sự so sánh IP và ATM trên ta thấy mỗi kỹ thuật đều có ưu và nhược điểm
riêng. Nhưng một điều chắc chắn là IP sẽ có mặt trong tất cả các mạng trong tương lai
bởi vì ưu điểm tuyệt vời nhất của của IP đó là nó có thể chạy trên bất kỳ công nghệ lớp
liên kết dữ liệu nào, kể cả ATM. Do vậy, ATM được xem như là công nghệ lớp 2 mạnh
mẽ cho IP có thể triển khai trên đó. Khi việc này thực hiện, lược đồ chuyển tiếp từng
chặng, phi kết nối của IP không bị thay đổi. Thực tế IP không có ý tưởng rằng, nó đang
chạy trên 1 mạng có khả năng dành trước tài nguyên và ràng buộc trễ. Từ quan điểm
ATM, một tập các giao thức đánh địa chỉ, định tuyến và báo hiệu đã được phát triển cho
ATM có thể hoạt động mà không cần phải thay đổi.
Một câu hỏi đặt ra là: phải làm gì để kết hợp hai kỹ thuật này với nhau? Và câu trả
lời nằm ở vấn đề phân gỉải địa chỉ. Để liên lạc với 1 trạm ngang cấp khác trong cùng một
mạng con, một trạm IP nguồn cần phân giải địa chỉ IP của trạm đích với địa chỉ lớp 2
tương ứng. Điều này cho phép trạm IP nguồn đánh địa chỉ cho các gói tin với địa chỉ IP
đích và sau đó đóng gói gói tin IP vào trong một khung thông tin lớp 2 với địa chỉ đích
lớp 2 tương ứng. Theo kỹ thuật ATM, địa chỉ ATM đích chỉ được sử dụng khi chuyển
tiếp yêu cầu thiết lập SVC (kênh ảo báo hiệu) trước khi thiết lập kết nối. Tuy nhiên, trạm
IP nguồn vẫn cần phân gii địa chỉ địa chỉ IP đích thành địa chỉ ATM để nó có thể khởi tạo
một kết nối ATM SVC đến đích. Quan điểm này được thể hiện như hình 1.1. Hình vẽ
minh hoạ một trạm IP nguồn được gắn vào mạng ATM, nó yêu cầu server phân giải địa
Lưu Anh Tú, D2001VT
6
Nguồn
Đích
7
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1. Giới thiệu về công nghệ MPLS
Sự phát triển tiếp theo cho phép 2 host ở trên hai mạng khác nhau có thể liên lạc
ATM trực tiếp với nhau. Điều này yêu cầu sự nới lỏng mô hình mạng nối tiếp đang tồn
tại. Giải pháp này tiếp tục hỗ trợ định tuyến từng chặng truyền thống nhưng cũng cung
cấp một phương tiện, theo đó thiết bị IP nguồn có thể thiết lập một kết nối ATM trực
tiếp tới thiết bị IP đích trên một mạng khác. Do đó, mạng có thể cung cấp một đường
dẫn với định tuyến từng chặng thông thường cho các luồng lưu lượng dung lượng nhỏ,
nỗ lực tối đa và một đường dẫn chuyển mạch cho lưu lượng lớn, thời gian truyền dài.
Kỹ thuật này được thực hiện lần đầu tiên ở giao thức phân giải chặng kế tiếp
(NHRP) do IETF đưa ra, sau đó nó được phối hợp cùng với đa giao thức ATM trên
ATM (MPOA) của ATM forum. Cả hai giải pháp này đã mở rộng cơ chế Server phân
giải địa chỉ được sử dụng bởi CLIP và LANE để phân giải địa chỉ ở biên mạng con. Bởi
vậy xuất hiện một kiểu định tuyến hiệu năng cao mới gọi là định tuyến đường tắt (cut
through hay shortcut). Nó bổ sung cho định tuyến IP một dịch vụ phân giải địa chỉ cùng
với các giao thức định tuyến và báo hiệu cần thiết để quản lý các SVC động. Khái niêm
định tuyến đường tắt được minh hoạ như hình 1.2.
1.3 Sự ra đời công nghệ MPLS
1.3.1 Chuyển mạch nhãn là gì?
Chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS) là kết quả của quá trình phát triển nhiều
giải pháp chuyển mạch IP, được chuẩn hoá bởi IETF. Tên gọi của nó bắt nguồn từ thực
tế đó là hoán đổi nhãn được sử dụng như là kỹ thuật chuyển tiếp nằm ở bên dưới. Sự sử
dụng từ “đa giao thức” trong tên của nó có nghĩa là nó có thể hỗ trợ nhiều giao thức lớp
mạng, không chỉ riêng IP. Ngoải ra các nhà cung cấp mạng có thể cấu hình và chạy
MPLS trên các công nghệ lớp 2 khác nhau như PPP, Fram Relay … không chỉ riêng
Lưu Anh Tú, D2001VT
chức năng điều khiển. Phần chức năng chuyển gói tin sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn. Kỹ
thuật hoán đổi nhãn về bản chất là việc tìm chặng kế tiếp của gói tin trong một bảng
chuyển tiếp nhãn, sau đó thay thế giá trị nhãn của gói rồi chuyển ra cổng ra của bộ định
tuyến. Việc này đơn giản hơn nhiều so với việc xử lý gói tin thông thường và do vậy cải
tiến khả năng của thiết bị. Các bộ định tuyến sử dụng thiết bị này gọi là bộ định tuyến
chuyển mạch nhãn LSR. Phần chức năng điều khiển của MPLS bao gồm các giao thức
định tuyến lớp mạng với nhiệm vụ phân phối thông tin định tuyến giữa các LSR, và thủ
tục gán nhãn để chuyển thông tin định tuyến thành bảng định tuyến chuyển mạch nhãn.
MPLS có thể hoạt động được với các giao thức định tuyến Internet như OSPF và BGP
hay PNNI của ATM.
Khi một gói tin vào mạng MPLS, các bộ định tuyến chuyển mạch nhãn không
thực hiện chuyển tiếp theo từng gói mà thực hiện phân loại gói tin vào trong các lớp
tương đương chuyển tiếp FEC, sau đó các nhãn được ánh xạ vào trong các FEC. Một
giao thức phân bổ nhãn LDP được xác định và chức năng của nó là để ấn định và phân
bổ các ràng buộc FEC/nhãn cho các bộ định tuyến chuyển mạch nhãn LSR. Khi LDP
hoàn thành nhiệm vụ của nó, một đường dẫn chuyển mạch nhãn LSP được xây dựng từ
lối vào tới lối ra. Khi các gói vào mạng, LSR lối vào kiểm tra nhiều trường trong tiêu đề
gói để xác định xem gói thuộc về FEC nào. Nếu đã có một ràng buộc nhãn/FEC thì LSR
Lưu Anh Tú, D2001VT
9
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1. Giới thiệu về công nghệ MPLS
lối vào gắn nhãn cho gói và định hướng nó tới giao 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. Hiệu năng đạt được ở đây là nhờ việc đưa quá trình xử lý lớp 3
tới biên của mạng và chỉ thực hiện 1 lần tại đó thay cho việc xử lý tại từng node trung
gian như của IP. Tại các node trung gian việc xử lý chỉ là tìm sự phù hợp giữa nhãn
trong gói và thực thể tương ứng trong bảng kết nối LSR và sau đó hoán đổi nhãn- quá
trình này thực hiện bằng phần cứng.
Mặc dù hiệu năng và hiệu quả là 2 kết quả quan trọng, song chúng không phải là
các lợi ích duy nhất mà MPLS cung cấp. Trong mắt của những nhà cung cấp các mạng
cuối cùng là tại node nhận xảy ra hiện tượng biến thiên trễ, nó được là kết quả của sự
tích luỹ biến thiên trễ tại mỗi node và giữa nguồn với đích.
Tình huống này là phiền hà với các gói thoại vì người nghe có thể nghe các câu
nói của ngưòi nói không theo đúng thứ tự như ngưòi nói đã nói.
Một lần nữa, hoạt động chuyển mạch nhãn sẽ làm cho lưu lượng được gủi qua
mạng nhanh hơn và biến thiên trễ ít hơn so với hoạt động định tuyến IP truyền thống.
Khả năng mở rộng mạng
Rõ ràng, tốc độ là khía cạnh quan trọng của chuyển mạch nhãn, và xử lý lưu
lượng nhanh cũng rất quan trọng. Nhưng chuyển mạch nhãn không chỉ cung cấp các
dịch vụ tốc độ cao mà nó còn có thể cung cấp cho mạng khả năng mở rộng. Khả năng
mở rộng liên quan đến khả năng mà một hệ thống, trong trường hợp chúng ta quan tâm
là Internet, có khả năng điều chỉnh để phù hợp với một lượng lớn người sử dụng đang
tăng lên từng ngày. Hàng ngàn người sử dụng mới và các node hỗ trợ như là router và
server đang được đưa vào trong mạng Internet mỗi ngày. Chúng ta thử hình dung nhiệm
vụ của router nếu nó phải theo kịp lượng người sử dụng này. Chuyển mạch nhãn cung
cấp các giải pháp cho sự phát triển nhanh chóng và xây dựng các mạng lớn bằng việc
cho phép một lượng lớn các địa chỉ IP được kết hợp với một hay vài nhãn. Giải pháp này
giảm đáng kể kích cỡ bảng địa chỉ và cho phép router hỗ trợ nhiều người sử dụng hơn.
Tính đơn giản
Một khía canh hấp dẫn khác của chuyển mạch nhãn là ở chỗ nó là một giao thức
chuyển tiếp cơ bản. Nó đơn giản đến tuyệt vời: chuyển tiếp gói chỉ dựa vào nhãn. Nhãn
được xác nhận thế nào là một vấn đề khác; nghĩa là, các kỹ thuật điều khiển được thực
hiện như thế nào để ràng buộc nhãn với lưu lượng người sử dụng là không liên quan tới
hoạt động chuyển tiếp thực sự. Những kỹ thuật điều khiển này là một cái gì đó phức tạp,
nhưng chúng không ảnh hưởng đến hiệu quả của dòng lưu lượng người sử dụng.
Lưu Anh Tú, D2001VT
11
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1. Giới thiệu về công nghệ MPLS
Tại sao khái niệm này lại quan trọng? Nó có nghĩa rằng nhiều phương pháp khác
nhau có thể được sử dụng để thiết lập các ràng buộc nhãn với lưu lượng người sử dụng.
lệ, không có yếu tố nào khác được tính đến ở đây.
Chuyển mạch nhãn cho phép các đường đi qua một liên mạng được điều khiển tốt
hơn. Chẳng hạn, một gói tin được dán nhãn xuất phát từ router 2 dự định đi đến router 6
và một gói tin nhãn khác cũng định đi đến router 6 nhưng xuất phát từ router 3. Trong
mạng chuyển mạch nhãn, các giá trị nhãn khác nhau của các gói có thể hướng dẫn router
1 gửi gói đã được dán nhãn tới router 4 và một gói với một giá trị nhãn khác đi đến
router 5 rồi sau đó mới đến router 6.
Khái niệm này cung cấp một công cụ để điều khiển các node và các tuyến xử lý
lưu lượng hiệu quả hơn, cũng như đưa ra các lớp lưu lượng nào đó với mức dịch vụ khác
nhau (dựa trên các yêu cầu về QoS). Có thể tuyến giữa router 1 và router 4 là DS3; tuyến
giữa router 1 và router 5 là SONET. Nếu ứng dụng của người sử dụng cần nhiều băng
tần hơn, nhãn của người sử dụng có thể được dùng để hướng dẫn router chuyển lưu
lượng vào tuyến SONET chứ không vào tuyến DS3. Giải pháp dựa trên chính sách này
sử dụng chuyển mạch nhãn để cho mạng đáp ứng các yêu cầu của các lớp lưu lượng -
khái niệm này được gọi là kỹ thuật lưu lượng (TE).
Lưu Anh Tú, D2001VT
13
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2. Công nghệ MPLS
CHƯƠNG 2 CÔNG NGHỆ MPLS
2.1 Một số vấn đề cơ bản
2.1.1 Các thuật ngữ, định nghĩa sử dụng trong MPLS
Đường lên (Upstream): Hướng đi dọc theo đường dẫn từ đích đến nguồn. Một
router đường lên có tính chất tương đối so với một router khác, nghĩa là nó gần
nguồn hơn router được nói đến đó dọc theo đường dẫn chuyển mạch nhãn.
Đường xuống (Downstream): Hướng đi dọc theo đường dẫn từ nguồn đến đích.
Một router đường xuống có tính chất tương đối so với một router khác, nghĩa là
nó gần đích hơn router được nói đến đó dọc theo đường dẫn chuyển mạch nhãn.
Mặt phẳng điều khiển: Là nơi mà các thông tin điều khiển như là thông tin về
nhãn và định tuyến được trao đổi với nhau.
Mặt phẳng dữ liệu/Mặt phẳng chuyển tiếp: Là nơi mà hoạt động chuyển tiếp
hiện chuyển tiếp các gói dựa trên giá trị nhãn mà chúng mang theo.
Bộ định tuyến biên nhãn (LER): Là một LSR thực hiện thêm chức năng đó là
nhận các gói chưa được dãn nhãn (gói IP) và chỉ định một nhãn cho chúng tại lối
vào. LER cũng thực hiện loại bỏ nhãn tại lối ra.
Đường dẫn chuyển mạch nhãn (LSP): là một đường đi để gói tin qua mạng
chuyển mạch nhãn trọn vẹn từ điểm bắt đầu dãn nhãn đến điểm nhãn bị loại bỏ
khỏi gói tin. Các LSP được thiết lập trước khi truyền dữ liệu
LSP từ đầu tới cuối được gọi là đường hầm LSP, nó là chuỗi liên tiếp các
đoạn LSP giữa 2 node kề nhau. Các đặc trưng của đường hầm LSP, chẳng hạn
như phân bổ băng tần, được xác định bởi sự thoả thuận giữa các node, nhưng sau
khi đã thoả thuận, node lối vào (bắt đầu của LSP) xác định dòng lưu lượng bằng
việc chọn lựa nhãn của nó. Khi lưu lượng được gửi qua đường hầm, các node
trung gian không kiểm tra nội dung của tiêu đề mà chỉ kiểm tra nhãn. Do đó, phần
lưu lượng còn lại được xuyên hầm qua LSP mà không phải kiểm tra. Tại cuối
đường hầm LSP, node lối ra loại bỏ nhãn và chuyển lưu lượng IP tới node IP.
Các đường hầm LSP có thể sử dụng để thực hiện các chính sách kỹ thuật lưu
lượng liên quan tới việc tối ưu hiệu năng mạng. Chẳng han, các đường hầm LSP
có thể được di chuyển tự động hay thủ công ra khỏi vùng mạng bị lỗi, tắc nghẽn,
hay là node mạng bị nghẽn cổ chai. Ngoài ra, nhiều đường hầm LSP song song có
thể được thiết lập giữa 2 node, và lưu lượng giữa 2 node đó có thể được chuyển
vào trong các đường hầm này theo các chính sách cục bộ.
Lưu Anh Tú, D2001VT
15
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2. Công nghệ MPLS
Trong mạng MPLS các LSP được thiết lập bằng một trong 3 cách đó là: Định
tuyến từng chặng, định tuyến hiện (ER) và định tuyến cưỡng bức (CR). Chúng ta
sẽ đề cập đến các giao thức này chi tiết hơn trong phần sau.
Cơ sở thông tin nhãn (LIB): Bảng chứa các ràng buộc nhãn/FEC mà LSR nhận
được từ các giao thức phân bổ nhãn.
Giao thức phân bổ nhãn (LDP): Một trong các giao thức dùng để phân bổ nhãn
trở thành một nhãn bên trong tại LSR, khác với nhãn bên ngoài được gửi giữa các LSR.
Không gian nhãn theo từng node (tất cả giao diện)
LSR
a-giao diện
b-giao diện
Không gian nhãn
1-5000
Không gian nhãn
1-5000
Không gian nhãn theo từng giao diện
LSR
Tất cả các giao diện
Không gian nhãn
1-5000
Hình 2.1. Các loại không gian nhãn
Dạng không gian nhãn thứ 2 là Không gian nhãn theo từng node. Trong không
gian nhãn này, nhãn đến được dùng chung với tất cả các giao diện ở trên node. Điều này
có nghĩa là node (host hay LSR) phải ấn định nhãn trên tất cả giao diện.
Sự duy nhất của nhãn trong không gian nhãn
Một yêu cầu cần thiết với nhãn đó là một nhãn phải nhận dạng một FEC sao cho
không có sự nhầm lẫn. Điều này nghe có vẻ đơn giản nhưng cũng không quá dễ để thực
hiện. Chẳng hạn, một node nào đó có thể nhận được 1 nhãn giống nhau từ 2 node khác
đến, hay một ví dụ khác đó là một nhãn có thể nhận được từ một node không kết nối trực
tiếp.
Lưu Anh Tú, D2001VT
17
Copyright: Tài liệu đại học ©