Tài liệu ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC, chương 5 docx

Chương 5 : Các phương pháp ràng buộc nhãn với FEC Ràng buộc tại chỗ và ràng buộc xa Thuật ngữ ràng buộc liên quan tới hoạt động xảy ra tại LSR trong đó 1 nhãn được kết hợp với 1 FEC. Ràng buộc nhãn tại chỗ liên quan tới hoạt động trong đó chính router thiết lập một quan hệ nhãn với 1 FEC. Router có thể thiết lập quan hệ này khi nó nhận lưu lượ ng hay nó nhận thông tin điều khiển từ 1 node lân cận. Một giải pháp đơn giản là chỉ định 1 nhãn cho mỗi tiền tố địa chỉ IP nó biết và sau đó phân phát những quan hệ này theo các qui tắc (như được trình bày trong ph ần Sự duy nhất của nhãn trong không gian nhãn). Như được biểu diễn trong hình 2.9, ràng buộc xa là hoạt động trong đó 1 node lân cận chỉ định 1 ràng buộc nhãn tới node cục bộ. Thông thường, điều này được thực hiện với các bản tin điều khiển, chẳng h ạn như là bản tin phân bổ nhãn. Hình 2.9. Ràng buộc tại chỗ và ràng buộc xa Ràng bu ộc đường lên và ràng buộc đường xuống Như được mô tả trong hình 2.10, ràng buộc nhãn đường xu ống (đường lên) liên quan tới phương pháp trong đó ràng buộc nhãn được thực hiện bởi LSR đường xuống (đường lên). Thuật ngữ đường xuống chỉ hướng từ nguồn đến đích, và hướng của đường lên là t ừ đích đến nguồn. Khi router đường lên (Ru) gửi 1 gói tới router đường xuống (Rd), gói này đã được nhận dạng trước đó như là một thành viên c ủa 1 FEC và nhãn L được kết hợp với FEC. Do đó, L là nhãn lối ra của Ru, và là nhãn lối vào của Rd. Hình 2.10. Ràng buộc đường lên và đường xuống Các chế độ điều khiển ràng buộc nhãn với FEC MPLS hỗ trợ 2 chế độ ràng buộc nhãn với 1 FEC. Chúng được gọi là điều khiển theo lệnh và điều khiển độc lập. Điều khiển độc lập (independent) Trong chế độ điều khiển độc lập, router ràng buộc nhãn với m ỗi FEC mà nó biết. Do đó, mỗi FEC (tối thiểu là mỗi tiền tố địa ch ỉ IP) có 1 nhãn được ràng buộc với nó. Hiển nhiên, các giao thức định tuyến IP, chẳng hạn như OSPF, đã được sử dụng trước đó để có được thông tin, thông tin này được đặ t trong bảng định tuyến IP. Chúng ta có th ể hỏi, tại sao nhãn được ràng buộc với mọi tiền t ố địa chỉ IP. Xét cho cùng một số địa chỉ không thể được sử dụng để chuyển tiếp lưu lượng. Tuy nhiên, như chúng ta thấy trong chương sau, thủ tục ràng buộc nhãn dẫn tới thời gian hội tụ nhanh hơn trong trường hợp một tuyến đường phải được thay đổi. Như trong hình 2.11, LSR D đang thông báo với các LSR đồng cấp của nó rằng nhãn cục bộ của nó là 40 được ràng buộc với ti ền tố địa chỉ IP 192.168.21.104. Một ý tưởng quan trọng đằng sau ho ạt động này là ở chỗ dự định phân bổ này là có các node lân cận c ủa D sử dụng nhãn 40 khi gửi lưu lượng tới node D với tiền tố địa ch ỉ này. Nói cách khác là, node đường lên sử dụng giá trị nhãn được gán bởi node đường xuống (node gán nhãn) khi gửi lưu lượ ng với nhãn/prefix cho node đã thực hiện gán. Do đó, rõ ràng nhãn 40 sẽ được sử dụng bởi node đường lên C khi g ửi mọi gói IP với địa chỉ đích 192.168.20.x tới node D. Tuy nhiên, node D s ẽ không sử dụng nhãn 40 cho lưu lượng tới node I, E, và J. Ch ẳng hạn, khi gửi lưu lượng tới node E, node D sẽ sử dụng nhãn đã được gửi tới nó từ node E. Chúng ta nh ấn mạnh lại là ở đây node D phát hành (quảng cáo) nhãn 40 v ới tiền tố địa chỉ 192.168.20.0/24 tới tất cả các thực th ể đồng cấp phân bố nhãn của nó. Việc các thực thể đồng cấp này có s ử dụng nhãn này hay không còn tuỳ thuộc vào quan hệ đường lên hay đường xuống của chúng với node D. C D E I J 40 4 0 40 4 0 4 0 = Phát hành ràng buộc nhãn: Nhãn 40 với 192.168.20.104 Hình 2.11. Chế độ điều khiển độc lập Một ưu điểm của điều khiển độc lập là ở chỗ các hoạt động ràng bu ộc nhãn xảy ra chỉ sau khi sự phát hành địa chỉ đã thực hi ện. Bằng việc thừa nhận rằng sự phát hành địa chỉ dẫn tới hội tụ đị nh tuyến nhanh (nghĩa là các bảng định tuyến trong miền định tuy ến là ổn định và đồng bộ với các bảng định tuyến khác), thì các ràng bu ộc nhãn cũng được thiết lập khá nhanh, do đó cho phép mạng sử dụng các nhãn hiệu quả về mặt thời gian. Tuy nhiên, điều khiển độc lập nên được thiết lập sao cho các LSR lân c ận cùng thống nhất về các FEC (các tiền tố địa chỉ) mà chúng s ẽ sử dụng. Nếu không có sự thống nhất này, một số FEC có th ể không có các LSP đi kèm với chúng hay chúng được thiết lập không hi ệu quả. Chẳng hạn, trong hình 2.11, giả sử LSR C và D có s ự lựa chọn khác nhau về các FEC. Có thể là cả 2 LSR này đang ràng buộc cùng lúc, vì thế có sự không nhất quán. Tuy nhiên sự không nhất quán có thể xảy ra này gần như là không xảy ra vì một lý do đơn giản nhưng quan trọng đó là: router quan tâm đế n các nhãn khi chúng liên quan tới dòng lưu lượng đường xuống; có nghĩa là, tới chặng tiếp theo được kết hợp với FEC (ti ền tố địa chỉ 192.168.10.0/24). Do đó, nếu node C đang chuyển tiếp lưu lượng tới node D, nó sẽ sử dụng ràng buộc FEC/nhãn được phát hành bởi D với lối vào trong bảng LFIB của nó. Điều khiển theo lệnh (ordered) Chế độ ràng buộc nhãn thứ 2 là chế độ điều khiển theo lệnh. Nó được đặt tên theo lối được chỉ đạo xảy ra trong việc ràng buộc nhãn, vi ệc chỉ đạo là từ LSR lối vào hay LSR lối ra của một LSP. Không như điều khiển độc lập, điều khiển theo lệnh đảm bảo r ằng tất cả các LSR sử dụng cùng FEC như phát hành ban dầu, LSR G trong ví d ụ này. Chế độ này cũng cho phép nhà quản trị mạng một số phương pháp để điều khiển việc thiết lập LSP. Chẳng h ạn, tại LSR lối ra, nhà quản trị có thể cấu hình các danh sách hướng dẫn LSR thực hiện ràng buộc FEC với LSP nào. Nhược điểm đối với điều khiển theo lệnh là ở chỗ nó cần nhi ều thời gian hơn điều khiển độc lập để thiết lập LSP. Một số người xem điều này như là một lượ ng “trế” không đáng kể mà phương pháp này đưa tới cho các nhà quản trị mạng. Song một số ngườ i khác cho rằng điều khiển theo lệnh là không tiện lợi. MPLS h ỗ trợ cả 2 chế độ điều khiển này, nhưng cần nhớ rằng điều khiển theo l ệnh nên được thực hiện tại tất cả các LSR nếu nó hiệu quả. Chúng ta sẽ còn trở lại với điều khiển theo lệnh trong các phần sau khi nói v ề định tuyến cưỡng bức. Phân bổ ràng buộc nhãn không theo yêu cầu và theo yêu c ầu Thủ tục điều khiển độc lập được biểu diễn trong hình 2.11 c ũng là ví dụ về phân bố nhãn không theo yêu cầu, LSR không chỉ ấn đinh mà c òn phát hành (phân tán) các ràng buộc nhãn tới tất cả các node lân cận (cả các node đường lên và đường xuống) cho dù là nh ững LSR lân cận đó có cẩn ràng buộc đó hay không. Hình 2.12 minh ho ạ cho kiểu phân bổ nhãn không theo yêu cầu. Hình 2.12. Phân bổ ràng buộc nhãn không theo yêu cầu Một kiểu phân bổ nhãn khác đó là phân bổ nhãn theo yêu c ầu. Với giải pháp này, một ràng buộc nhãn chỉ xảy ra nếu một LSR b ị yêu cầu thực hiện. Hình 2.13 minh hoạ cho kiểu phân bổ ràng buộc nhãn theo yêu cầu. Hình 2.13. Phân bổ ràng buộc nhãn theo yêu cầu 2.2 Các loại thiết bị trong mạng MPLS Các thiết bị tham gia trong một mạng MPLS có thể được phân lo ại thành các bộ định tuyến biên nhãn (LER) và các bộ định tuy ến chuyển mạch nhãn (LSR). LSR ingress LSR egress ATM-LSR ATM-LSR ATM-LSR 1 5 I P IP 1 2 I P 10IP IP Hình 2.14. Các kiểu node trong mạng MPLS LSR là 1 thiết bị định tuyến tốc độ cao trong lõi của 1 mạng MPLS, nó tham gia trong vi ệc thiết lập các đường dẫn chuyển mạch nhãn (LSP) bằng việc sử dụng giao thức báo hiệu nhãn thích ứng và thực hiện chuyển mạch tốc độ cao lưu lượng số liệu dựa trên các đường dẫn được thiết lập. LER là 1 thiết bị hoạt động tại biên của mạng truy nhập và m ạng lõi MPLS. Các LER hỗ trợ đa cổng được kểt nối tới các m ạng không giống nhau (chẳng hạn FR, ATM và Ethernet ). LER đóng vai trò quan trọng trong việc chỉ định và huỷ bỏ nhãn, khi lưu lượng vào trong hay đi ra khỏ i mạng MPLS. Sau đó, tại lối vào nó th ực hiện việc chuyển tiếp lưu lượng vào mạng MPLS sau khi đã thi ết lập LSP nhờ các giao thức báo hiệu nhãn và phân bổ lưu lượ ng trở lại mạng truy nhập tại lối ra. Ngoài ra khi MPLS được xếp chồng trên ATM, các chuyển m ạch ATM được điều khiển bởi mặt phẳng điều khiển MPLS, và lúc đó các chuyển mạch ATM được gọi là các ATM-LSR. Tương ứ ng chúng ta có 2 loại thiết bị là ATM-LSR hoạt động trong lõi, và ATM-LSR biên ho ạt động ở biên mạng hay còn gọi là ATM-LER. ATM-LSR là các chuyển mạch ATM có thể thực hiện chức năng như LSR. Các ATM-LSR thực hiện chức năng định tuyến gói IP và gán nhãn trong m ặt phẳng điều khiển và chuyển tiếp số liệu t heo cơ chế chuyển mạch tế bào ATM trong mặt phẳng chuyển ti ếp. Như vậy các tổng đài chuyển mạch ATM truyền thống có thể nâng cấp phần mềm MPLS để thực hiện chức năng của LSR. Các thi ết bị biên khác với các thiết bị lõi ở chỗ là: ngoài việc ph ải chuyển tiếp lưu lượng nó còn phải thực hiện việc giao tiếp với các m ạng khác đó là chỉ định hay loại bỏ nhãn. Hình 2.14 biểu diễn các lo ại thiết bị sử dụng trong mạng MPLS. . thiết lập các đường dẫn chuyển mạch nhãn (LSP) bằng việc sử dụng giao thức báo hiệu nhãn thích ứng và thực hiện chuyển mạch tốc độ cao lưu lượng số liệu. nhãn được kết hợp với 1 FEC. Ràng buộc nhãn tại chỗ liên quan tới hoạt động trong đó chính router thiết lập một quan hệ nhãn với 1 FEC. Router có thể thiết