Ứng dụng ông nghệ huyển mạh nhãn đa giao thứ mpls

Tương lai phát triển của MPLS……….…….……116 Trang 5 CÁC TỪ VIẾT TẮT ARP: Addreess Resolution Protocol Giao thức phân tích địa chỉ ATM: Asynchronous Transfer Mode Phương thứ truyền dẫn kh

Tổng quan về công nghệ MPLS

Giới thiệu chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS…

1.1.1 Chuyển mạch nhãn là gì ?

Trong mạng IP, phương thức vận chuyển các gói tin là dựa vào địa chỉ

IP đích Tại mỗi router, các gói tin được kiểm tra địa chỉ đích và được truyền đến nút tiếp theo dựa vào thông tin có trong bảng định tuyến Thay vì cơ chế vận chuyển gói tin thư trong IP, chuyển mạch nhãn thực hiện bằng việc gắn một số (một nhãn) cho gói tin Nhãn (Label) là một thực thể độ dài ngắn và cố định không có cấu trúc bên trong Nhãn không trực tiếp mã hóa thông tin của mào đầu lớp mạng như địa chỉ lớp mạng Nhãn được gán vào một gói tin cụ thể sẽ đại diện cho FEC (Forwarding Equivalence Classes Nhóm chuyển – tiếp tương đương) mà gói tin đó được ấn định Cần lưu ý rằng nhãn không phải là địa chỉ, tức là nó không liên quan đến cấu trúc mạng như địa chỉ Hơn nữa, khi chưa liên kết một nhãn với một địa chỉ thì thông tin về đường đi của nhãn sẽ chưa có ý nghĩa Như vậy, mãng chuyển mạch nhãn phải liên kết nhãn với địa chỉ của gói tin và các nút mạng sẽ dựa vào giá trị trong nhãn đó sẽ vận chuyển gói tin đến đích

1.1.2 Các đặc điểm của MPLS

Phần này giới thiệu các đặc điểm chung của chuyển mạch nhãn, bao gồm : tốc độ và trễ, khả năng mở rộng, tính đơn giản, tiêu tốn ít tài nguyên cho thông tin điều khiển, điều khiển tuyến, hỗ trợ điều khiển tuyến và định tuyến theo chính sách IP.

Cơ chế vận chuyển gói dữ liệu trong mạng IP vốn dựa trên phần mềm để thực hiện các thao tác phức tạp (như luật địa chỉ phù hợp tối đa – longest prefix matching rule) với mộ khối lượng dữ liệu lớn, nên tốc độ rất chậm và t

4 khó có thể quản lý được một lượng lớn tải lưu lượng mạng Internet Vì vậy, có thể gây ra hiện tượng tổn thất lưu lượng kết nối và làm giảm hiệu suất toàn mạng Trong chuyển mạch nhãn, giá trị nhãn được đặt trong phần tiêu đề của gói tin đến, và được dùng làm chỉ mục tìm kiếm trong bảng dữ liệu Cơ chế này có thể được thực hiện trong phần cứng Chính vì vậy, gói tin được vận chuyển trong mạng chuyển mạch nhãn sẽ nhanh hơn rất nhiều so với IP, nên thời gian trễ và đáp ứng sẽ giảm Khi thời gian trễ giảm nên hiện tượng trượt jitter cũng được giảm đáng kể Như vậy, cơ chế chuyển mạch nhãn hiệu quả hơn rất nhiều, nên lưu lượng qua mạng sẽ nhanh hơn, ít jitter hơn so với IP

Một đặc điểm khác của chuyển mạch nhãn là khả năng mở rộng Khả năng mở rộng trong mạng Internet chính là khả năng hỗ trợ được một lượng lớn và sự phát triển của cộng đồng sử dụng Internet Nếu như router phải giữ các thông tin về đường đi của tất cả những người sử dụng thì khối lượng thông tin sẽ là rất lớn và khó có thể đáp ứng sự phát triển nhanh chóng của mạng nternet hiện nay Chuy n mạch nhãn đưa ra giải pháp với vấn đề này I ể bằng cách gộp một số lớn địa chỉ IP liên kết với một hoặc vài nhãn Cách tiếp cận này làm giảm kích cỡ của bảng thông tin nhãn, và cho phép một router hỗ trợ nhiều người dùng hơn

Chuyển mạch nhãn có cơ chế chuyển tiếp dữ liệu rất đơn giản gửi gói dữ liệu đến dựa vào nhãn của nó, nhãn thường là có chiều dài cố định và ngắn Cơ chế điều khiển có thể phức tạp nhưng không làm ảnh hưởng đến các luồng lưu lượng của người sử dụng

+ Sự tiêu thụ tài nguyên mạng :

Các cơ chế điều khiển trong mạng chuyển mạch nhãn nói chung là không tiêu tốn quá nhiều tài nguyên mạng Mạng chuyển mạch nhãn không

5 cần nhiều tài nguyên để kích hoạt quá trình thiết lập đường đi cho lưu lượng của người sử dụng

+ Điều khiển tuyến : Định tuyến dựa vào địa chỉ đích có thể dẫn đến lưu lượng đổ dồn trên một đường và việc s ử dụng tài nguyên mạng trở nên không hiệu quả Hơn nữa, trong mạng IP không có cơ chế điều khiển đường đi hiệu quả Mạng chuyển mạch nhãn có thể điều khiển đường đi của lưu lượng tốt hơn bằng các cơ chế định tuyến ràng buộc, theo chính sách của nhà quản trị và thiết lập các đường đi buộc lưu lượng của người dùng phải đi theo đường đó

+ Điều khiển tuyến dùng IP :

Chuyển mạch nhãn có thể dùng trường ToS và các bit ưu tiên trong trường này để cải thiện một số vấn đề liên quan đến việc định tuyến đến đích Tuy nhiên, các bit ưu tiên được dùng trong một số mạng nhưng lại không được dùng trong một số mạng khác Trong khi đã có một số chuẩn định nghĩa cách sử dụng các bit này (ví dụ RFC 791), một router có thể không động đến các bit đó hoặc có router lại thay thế chức năng của chúng; do đó, các router có thể kiểm tra hoặc bỏ qua các bit này Tuy vậy, các router có thể được cấu hình để sử dụng các bit ưu tiên

+ Hỗ trợ định tuyến IP theo chính sách :

Kỹ thuật định tuyến dựa theo chính sách (PBR – Policy Based Routing) - gắn liền với các giao thức chuyển mạch nhãn như là FR, ATM hay MPLS Nó cũng có thể thực hiện với IP bằng cách sử dụng trường ToS, số hiệu cổng, các bit chỉ thị giao thức IP cũng như kích cỡ ủac gói

Việc sử dụng các trường này cho phép các nhà cung cấp dịch vụ mạng có thể phân chia lưu lượng thành nhiều loại khác nhau, công việc này thường thực hiện ở biên mạng, cụ thể là ở đầu vào mạng Sau đó các router vùng trục có thể dựa vào các bit ưu tiên để quyết định làm thế nào điều khiển lưu lượng

6 đầu vào Sự điều khiển này có thể đòi hỏi phải sử dụng các hàng đợi với các thuật toán khác nhau Định tuyến theo chính sách cũng cho phép các nhà quản lý mạng thực hiện kiểu định tuyến ràng buộc Dựa trên việc các router có thỏa mãn các tiêu chuẩn đã nêu hay không, các chính sách có thể được thực thi bằng cách có hoặc không cho phép router thực hiện công việc sau :

- Thiết lập giá trị ưu tiên IP header

- Định vị chặng tiếp theo cho gói (phải không là tuyến kề cận với router đó)

- Xác định giao diện đầu ra cho gói.

- Định vị chặng tiếp theo chỉ khi không có tuyến nào trong bảng định tuyến

1.1.3 Lịch sử phát triển MPLS Ý tưởng đầu tiên về MPLS được đưa ra bởi hãng Ipsilon, một hãng rất nhỏ về công nghệ thông tin trong triển lãm về công nghệ thông tin, viễn thông tại Texas Một thời gian ngắn sau đó, Cisco và một loạt các hãng lớn như IBM, Toshiba… công bố các sản phẩm của họ sử dụng công nghệ chuyển mạch được đặt dưới nhiều tên khác nhau nhưng đều chung bản chất đó là công nghệ chuyển mạch dựa trên nhãn

Thiết bị CSR (Cell switch router) của Toshiba ra đời năm 1994 là tổng đài ATM đầu tiên được điều khiển bằng giao thức IP thay cho báo hiệu ATM Tổng đài IP của Ipsilon về thực chất là một ma trận chuyển mạch ATM được điều khiển bởi khối xử lý sử dụng công nghệ IP Công nghệ Tag switching của Cisco cũng tương t ự nhưng có bổ sung thêm một số điểm mới như FEC (Forwarding equivalence classes), giao thức phân phối nhãn, v.v… Cisco phát hành ấn bản đầu tiên về chuyển mạch thẻ (tag switching) vào tháng 3 năm

1998 và trong thời gian gần đây, nhóm nghiên cứu IETF đã tiến hành các

7 công việc để đưa ra tiêu chuẩn và khái niệm về chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS

Sự ra đời của MPLS được dự báo là tất yếu khi nhu cầu và tốc độ phát triển rất nhanh của mạng Internet yêu cầu phải có giao thức mới đảm bảo chất lượng dịch vụ theo yêu cầu đồng thời phải đơn giản và tốc độ xử lý phải rất , cao Tồn tại rất nhiều công nghệ để xây dựng mạng IP, như IPOA (IP qua ATM), IPOS (IP qua SDH/SONET) IP qua WDM và IP qua cáp quang Mỗi công nghệ có ưu điểm và nhược điểm nhất định Công nghệ ATM được sử dụng rộng rãi trên toàn cầu trong các mạng IP xương sống do tốc độ cao, chất lượng dịch vụ QoS, điều khiển luồng và các đặc tính khác của nó mà các mạng định tuyến truyền thống không có Nó cũng được phát triển để hỗ trợ cho IP Hơn nữa, trong các trường hợp đòi hỏi thời gian thực cao, IPOA sẽ là sự lựa chọn số một

IPOA truyền thống là một công nghệ lai ghép Nó đặt IP (công nghệ lớp thứ 3) trên ATM (công nghệ lớp thứ 2) Các giao thức của hai lớp là hoàn toàn độc lập Chúng được kết nối với nhau bằng một loạt các giao thức (như NHRP, ARP, v.v…) Cách tiếp cận này hình thành tự nhiên và nó được sử dụng rộng rãi

Các giải pháp của các nhà cung cấp

các tồn tại Trong khi ấy, nổi bật lên trên một loạt các công nghệ IPOA khác với phương thức lai ghép là chuyển mạch nhãn theo phương thức tích hợp Chúng cung cấp giải pháp hợp lý để giải quyết những tồn tại này Các khả năng cơ bản mà MPLS cung cấp cho việc phân phối các dịch vụ thương mại

+ Định tuyến hiện (cũng được biết đến như là định tuyến có điều tiết hay điều khiển lưu lượng)

+ Hỗ trợ cục bộ cho định tuyến IP trong các tổng đài chuyển mạch ATM

Khái niệm chuyển mạch nhãn xuất phát từ quá trình nghiên cứu hai thiết bị cơ bản trong mạng IP : tổng đài chuyển mạch và bộ định tuyến Chúng ta có thể thấy rằng chỉ xét trong các yếu tố tốc độ chuyển mạch, phương thức điều khiển luồng, tỉ lệ giữa giá cả và chất lượng thì tổng đài chuyển mạch chắc chắn tốt hơn nhiều so với bộ định tuyến

1 2 CÁC GIẢI PHÁP CỦA CÁC NH CUNG CẤÀ P

Mặc dù các ứng dụng MPLS hoàn toàn không giới hạn bởi IPOA, sự cải tiến IPOA đầu tiên sinh ra MPLS Công việc tiêu chuẩn hóa ATM bắt đầu rất sớm vào khoảng năm 1980 và ngay sau đó phạm vi ứng dụng của IP dẫn tới việc nghiên cứu xem việc triển khai IP trên ATM như thế nào Một số nhóm làm việc IETF đã giải quyết câu hỏi này và đưa đến kết quả trong hai tài liệu RFC là RFC 1483 và RFC 1577 vào năm 1993 và 1994 RFC 1483 mô tả cách đóng gói bản tin IP trong các tế bào ATM trong khi RFC 1577 định nghĩa CIPOA và ATMARP (ATM Address Resolution Protocol) CIPOA thiết kế ATM bằng công nghệ mạng con IP logic, máy chủ và các bộ định

10 tuyến IP đặt trong các LIS khác nhau Khi cả hai phần liên lạc đều nằm trong cùng một LIS giống nhau, chúng có thể liên lạc trực tiếp Nếu không chúng không thể liên lạc trực tiếp với nhau và cần sử dụng thiết bị router trung gian

Với sự hỗ trợ từ nhiều công ty, IETF triệu tập cuộc họp BOF trong năm

1996 Đây là một trong những cuộc họp thành công nhất trong lịch sử IETF MPLS đi vào con đường chuẩn hoá một cách hợp lý Trong thực tế không có một bộ định tuyến nào đảm bảo được tốc độ cao hơn và các công nghệ chuyển mạch nhãn cần phải được chuẩn hoá Chúng ta có thể thấy rằng MPLS đã phát triển rất nhanh chóng và hiệu quả ; các tiêu chuẩn MPLS được xây dựng trên cơ sở một tập các RFC, khi toàn bộ các RFC được hoàn thiện chúng sẽ được tập hợp với nhau cho phép xây dựng một hệ thống tiêu chuẩn MPLS

1.2.3 Nhóm đặc trách MPLS trong IETF

MPLS do một nhóm làm việc IETF cung cấp các bản phác thảo về định tuyến, gửi chuyển tiếp và chuyển mạch các luồng lưu lượng qua mạng sử dụng MPLS Nhóm MPLS thi hành các chức năng sau :

+ Xác định cơ chế quản lý các luồng lưu lượng của các phần tử khác nhau, như các luồng lưu lượng giữa các ứng dụng khác nhau

+ Duy trì tính độc lập của các giao thức lớp 2 và lớp 3

+ Cung cấp các phương tiện để sắp xếp các địa chỉ IP thành các nhãn có độ dài cố định và đơn giản được các công nghệ gửi chuyển tiếp gói tin và chuyển mạch gói sử dụng

+ Giao diện với các giao thức định tuyến có sẵn như RSVP và OSPF

+ Hỗ trợ IP, ATM và các giao thức lớp 2 Frame Relay.

Trong MPLS, việc truyền dữ liệu thực hiện theo các đường chuyển mạch nhãn (LSP) Các đường chuyển mạch nhãn là dãy các nhãn tại mỗi nút và tất cả các nút dọc theo tuyến từ nguồn tới đích LSP được thiết lập hoặc là

11 trước khi truyền dữ liệu hoặc trong khi tìm luồng dữ liệu Các nhãn được phân phối sử dụng giao thức phối nhãn LDP hoặc RSVP hoặc dựa trên các giao thức định tuyến như giao thức BGP và OSPF Chuyển mạch tốc độ cao có thể chấp nhận được vì các nhãn với độ dài cố định được chèn vào vị trí đầu gói tin hoặc tế bào và có thể được phần cứng sử dụng để chuyển mạch các gói tin một cách nhanh chóng giữa các đường liên kết Nh m l m việc MPLS ó à chịu trách nhiệm chuẩn hóa các công nghệ ơ ở cho sử ụng chuyể c s d n mạch nhãn v cho vià ệc thi hành các đường chuy n m ch nhể ạ ãn trên các loại công nghệ ớ l p liên kết như Frame Relay, ATM và các công nghệ LAN…

1.2.4 Các tiêu chuẩn của MPLS trong IETF

Bảng 1.2 tóm tắt một số tiêu chuẩn cơ bản về MPLS đã được nhóm nghiên cứu và IETF công bố ban hành dưới dạng RFC

Bảng 1.2 C: ác tiêu chuẩn IETF cho MPLS STT TÊN TIÊU CHUẨN, DỰ THẢO TIÊU CHUẨN

Carrying Label Information In BGP-4

Definitions of Managed Objiects for Mu tiprotocol Label Switching, l Label Distribution Protocol (LDP)

RSVP-TE : E tensions to RSVP for LSP Tunnels x

Constra nti -Based LSP Setup using LDP

MPLS Traffic Engineering Management Information Base Using SMIv2

MPLS Support Of Differentiated Services

Framework for IP Multicast in MPLS

MPLS Label Switch Router Management Information Base Using

ICMP Extension for Multiprotocol Label Switchings

Applicability Statement for CR-LDP

Applicability Statement for Extensions to RSVP for LSP-Tunnels LSP Modification Using CR-LDP

LSP Hierarchy with MPLS TE

Framework for MPLS-base Recoveryd

Multiprotocol Label Switching (MPLS) FEC-To NHLFE (FTN) - Management Information Base Using SMIv2

Fault Tolerance for LDP and CR-LDP

Generalized MPLS – Signaling Funtional Description

MPLS LDP Query Message Description

Signalling Unnumbered Links in CR-LDP

LDP Extensions for Optical User Network Interface (O-UNI) Signalling

Signalling Unnumbered Links in RSVP-TE

Requirements for support of Diff-Serv-aware MPLS Traffic Engineering

Generalized MPLS Signalling – CR-LDP Extensions

Generalized MPLS Signalling – RSVP-TE Extensions

Kết luận: Trong chương này chúng ta đã tìm hiểu cơ sở của công nghệ

MPLS, quá trình hình thành và các hãng sản xuất thiết bị, các nhà khai thác Phần này cũng giới thiệu các vấn đề có liên quan như vấn đề tiêu chuẩn hóa, nhóm làm việc của IETF về MPLS, các tiêu chuẩn MPLS đã ban hành và giải pháp của một số hãng đặc biệt là Cisco System với Tag Switching

Công nghệ chuyển mạch MPLS

Các thành phần MPLS

2.1.1 Các khái niệm cơ bản về MPLS

Nhãn (Label): Nhãn là một thực thể có độ dài ngắn và cố định không có cấu trúc bên trong Nhãn không trực tiếp mã hóa thông tin của mào đầu lớp mạng như địa chỉ lớp mạng Nhãn được gán vào một gói tin cụ thể sẽ đại diện cho FEC (Forwarding Equivalence Classes - Nhóm chuyển tiếp tương đương) mà gói tin đó được ấn định Thường thì một gói tin được ấn định một FEC (hoàn toàn hoặc một phần) dựa trên địa chỉ đích lớp mạng của nó.

Dạng của nhãn phụ thuộc vào phương thức truyền tin mà gói tin được đóng gói Ví dụ các gói ATM (tế bào) sử dụng giá trị VPI/VCI như nhãn, FR sử dụng DLCI làm nhãn Đối với các phương tiện gốc không có cấu trúc nhãn, một đọan đệm được chèn thêm để sử dụng cho nhãn Khuôn dạng đoạn đệm 4 byte có cấu trúc như trong hình 2.1 sau:

Hình 2.1: Khuôn dạng nhãn cho các gói không có cấu trúc nhãn gốc

- Ngăn xếp nhãn (Label stack): Một tập hợp thứ tự các nhãn gắn theo gói để chuyển tải thông tin về nhiều FEC và về các LSP tương ứng mà gói sẽ đi qua

- Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn (LSR – Label Switch Router): à L thiết bị định tuyến hay chuyển mạch (Router hay Switch) sử dụng trong mạng MPLS để chuyển các gói tin bằng thủ tục phân phối nhãn Có một số loại LSR cơ bản như: LSR biên, ATM-LSR, ATM-LSR biên…

- Nhóm chuyển tiếp tương đương (FEC – Forwarding Equivalence Classes): Là khái niệm được dùng để chỉ một nhóm các gói được đối xử như nhau qua mạng MPLS ngay cả khi có sự khác biệt giữa các gói tin này thể hiện trong mào đầu lớp mạng

- Bảng chuyển tiếp chuyển mạch nhãn (Label Switching Forwarding

Table): Là bảng chuyển tiếp nhãn có chứa thông tin về nhãn đầu vào, nhãn đầu ra, giao diện đầu ra và địa chỉ điểm tiếp theo

- Đường chuyển mạch nhãn (LSP – Label Switching Path): Là tuyến tạo ra từ đầu vào đến đầu ra của mạng MPLS dùng để chuyển tiếp gói của một FEC nào đó sử dụng cơ chế chuyển đổi nhãn (label-swapping forwarding)

- Cơ sở thông tin nhãn (LIB – Label Information Base): là bảng kết nối trong LSR có chứa giá trị nhãn/FEC được gán vào cổng ra cũng như thông tin về đóng gói phương thức truyền tin

- Gói tin dán nhãn: Một gói tin dán nhãn là một gói tin mà nhãn được mã hóa trong đó Trong một số trường hợp, nhãn nằm trong mào đầu của gói tin dành riêng cho mục đích dán nhãn

- Ấn định và phân phối nhãn: Trong mạng MPLS, quyết định để kết hợp một nhãn L cụ thể với một FEC F cụ thể là do LSR phía trước thực hiện

LSR phía trước sau khi kết hợp sẽ thông báo với LSR phía sau về sự kết hợp đó

2.1.2 Thành phần cơ bản của MPLS

Thành phần quan trọng cơ bản của mạng MPLS là thiết bị định tuyến chuyển mạch LSR Thiết bị này thực hiện chức năng chuyển tiếp gói thông tin trong phạm vi mạng MPLS bằng thủ tục phân phối nhãn

Bảng 1: Các loại LSR trong mạng MPLS2.

Loại LSR Chức năng thực hiện

LSR - Chuyển tiếp gói có nhãn

LSR biên - Nhận gói IP, kiểm tra lại lớp 3 và đặt vào ngăn xếp nhãn trước khi gửi gói vào mạng LSR

- Nhận gói tin có nhãn, lo i ạ bỏ nhãn, kiểm tra lại lớp 3 và chuyển tiếp gói IP đến nút tiếp theo

ATM LSR- - Sử dụng giao thức MPLS trong mảng điều khiển để thiết lập kênh ảo ATM Chuyển tiếp tế bào đến nút ATM-LSR tiếp theo

- Nhận gói có nhãn hoặc không có nhãn, phân vào các tế bào ATM và gởi các tế bào đến nút ATM LSR tiếp theo -

- Nhận các tế bào ATM từ ATM LSR cận kề, tái tạo các - gói từ các tế bào ATM và chuyển tiếp gói có nhãn hoặc không nhãn

Căn cứ vào vị trí và chức năng của LSR có thể phân thành các loại chính sau đây:

- LSR biên: ằm ở biên của mạng MPLS L R này tiếp nhận hay gửi N S các gói thông tin đến mạng khác (IP, Frame Relay…) LSR biên gán hay loại bỏ nhãn cho các gói thông tin đến hoặc đi khỏi mạng MPLS Các LSR này có thể là Ingress Router (bộ định tuyến lối vào) hay Egress Router (bộ định tuyến lối ra)

- ATM LSR: là các tổng đài ATM có thể thực hiện chức năng như - LSR Các ATM-LSR thực hiện chức năng định tuyến gói IP và gán nhãn trong mảng điền khiển và chuyển tiếp số liệu theo cơ chế chuyển mạch tế bào ATM trong mảng số liệu Khi mà các ATM LSR c thể ỗ trợ c dịch vụó h cá ATM truyền thống; như vậy các tổng đài chuyển mạch ATM truyền thống có thể nâng cấp phần mềm để thực hiện chức năng của LSR Bảng 2.1 mô t cáả c loại LSR và chức năng của chúng.

2.2.1 Các chế độ hoạt động của MPLS

Có hai cơ chế hoạt động đối với MPLS: chế độ khung (Frame-mode) và chế độ tế bào (Cell-mode)

2.2.1.1 Chế độ hoạt động khung MPLS

- Chế độ hoạt động này xuất hiện khi sử dụng MPLS trong môi trường các thiết bị định tuyến thuần điều khiển các gói tin IP điểm-điểm Các gói tin gán nhãn được chuyển tiếp trên cơ sở khung lớp 2

- Cơ chế hoạt động của mạng MPLS trong chế độ hoạt động này được mô tả trong hình 2.2; Cấu trúc của LSR biên được thể hiện ở hình 2.3

Hình 2.2: Mạng MPLS trong chề độ hoạt động khung

Bước5: kiểm tra nhãn, xóa nhãn, chuyển gói IP đến router ngoài tiếp theo

LSR biên 3 PoP LSR biên 5 PoP

Bước 2: kiểm tra lớp 3, gắn nhãn, chuyển gói

Bước 3: kiểm tra nhãn, chuyển đổi nhãn, chuyển gói

Bước 4: kiểm tra nhãn, chuyển đổi nhãn, chuyển gói

Hình 2.3: Cấu trúc LSR biên trong chế độ hoạt động khung

* Các hoạt động trong mảng số liệu

Quá trình chuyển tiếp một gói IP qua mạng MPLS được thực hiện qua một số bước cơ bản sau đây:

- LSR biên lối vào nhận gói IP, phân loại vào nhóm chuyển tiếp tương đương FEC và gán nhãn cho gói với ngân xếp nhãn tương ứng FEC đã xác

Cơ sở dữ liệu chuyển tiếp (FIB)

Cơ sở dữ liệu nhãn chuyển tiếp (LFIB)

Mảng số liệu tại nút Điều khiển định tuyến

Cơ sở dữ liệu nhãn LIB

Trao đổi thông tin định tuyến với bộ định tuyến khác

Mảng điều kiện tại nút

Trao đổi gán nhãn với bộ định tuyến khác

19 định Trong trường hợp nh tuyến mộđị t địa ch ch, FEC sẽ tương ứng với ỉ đí mạng con đích v việc ph n loạà â i gói sẽ đơn giản l việc so s nh bảng định à á tuyến l p 3 truyớ ền thống

Cấu trúc thiết bị MPLS theo MSF

2.3.1 Mô hình tổng đài đa dịch vụ

* Mô hình tổng đài đa dịch vụ theo MSF

Cấu trúc chung của tổng đài đa dịch vụ có thể được minh họa ở hình 2.10 dưới đây

Hình 2.10: Mô hình các khối chức năng của tổng đài đa dịch vụ

Khối chức năng gateway báo hiệu hiểnmạng

Khối chức năng gateway theo đặc tính dịch vụ

Khối chức năng điều khiển chuyển mạch ảo

Khối chức năng điều khiển trong mạng

Khối chức năng điều khiển mạng biên

Khối chức năng điều khiển các thực thể dịch vụ mạng

Khối chức năng chuyển mạch ảo

Khối chức năng cổng logic

Khối chức năng quản lý chính

Khối chức năng quản lý dự phòng

Trong phần này chúng ta sẽ tập trung vào 3 mảng chính là điều khiển, chuyển mạch và thích ứng

Mảng thích ứng cung cấp khả năng truy cập nhiều tới UNI, SNI và NNI mà tổng đài đa dịch vụ hỗ trợ Hiện tại mảng thích ứng gồm một khối chức năng đơn LPF Chức năng các mảng thích ứng bao gồm:

- Xử lý các dịch vụ thời gian thực (voice, video) và chuyển đổi các mẫu bit và các định dạng giao thức cho mảng chuyển mạch để xử lý và chuyển tải giữa các cổng

- Cung cấp các chức năng dịch vụ cụ thể mà không làm thay đổi dữ liệu người sử dụng trên giao diện

- Tái tạo các tế bào cho mục đích kết nối điểm-đa điểm

Các chức năng của mảng chuyển mạch bao gồm:

- Cung cấp các chức năng kết nối chéo giữa các cổng logic;

- Gửi chuyển tiếp thông tin người sử dụng thông qua nhãn/thẻ;

- Hỗ trợ các thành phần chuyển mạch và thích ứng nhờ một bộ điều khiển đơn;

- Tái tạo dữ liệu cho kết nối điểm-đa điểm cung cấp giao diện điều khiển chuyển mạch thông thường tới một hoặc nhiều bộ điều khiển;

- Phân vùng và chia sẻ tài nguyên trong tổng đài chuyển mạch vật lý

Khối chức năng chuyển mạch ảo VSF: Bất cứ thực thể nào cũng có thể được phân vùng thành một hoặc nhiều tập con tài nguyên Một vùng tài nguyên chuyển mạch có thể được điều khiển như một đơn vị VSF cũng chịu trách nhiệm truyền trạng thái và thông tin về tài nguyên của nó tới khối chức năng điều khiển chuyển mạch ảo VSCF n

Mảng điều khiển chịu trách nhiệm định tuyến lưu lượng giữa mảng chuyển mạch, mảng thích ứng và mảng ứng dụng trong hệ thống chuyển mạch Mảng điều khiển cấp phát tài nguyên cho mảng chuyển mạch và mảng thích ứng Chức năng mảng điều khiển bao gồm:

- Định tuyến và định tuyến lại lưu lượng giữa các hệ chuyển mạch trong một tổng đài đa dịch vụ cũng như các kết nối giữa các tổng đài

- Điều khiển thiết lập, thay đổi và giải phóng kết nối cũng như điều khiển sắp xếp nhãn giữa các giao diện cổng

- Ấn định các tham số lưu lượng, QoS cho mỗi kết nối và thực hiện điều khiển tiếp nhận để đảm bảo rằng những tham số này phù hợp

- Điều khiển các chức năng mảng thích ứng

- Tiếp nhận và gửi báo hiệu từ trung kế, các cổng NNI, UNI kết hợp với mảng thích ứng

- Thống kê mức cuộc gọi, cảnh báo…

Mảng điều khiển có thể phân thành các khối hoặc có thể bao gồm một vài bộ điều khiển độc lập

Nhận thông tin báo hiệu từ mỗi cổng và chuyển các thông tin đó tới các thực thể khác trong mảng điều khiển

Khối chức năng điều khiển mạng biên NECF: yêu cầu tạo, thay đổi và hủy bỏ các thực thể LPF NECF chịu trách nhiệm gửi và nhận thông tin điều khiển tới và từ LPF, xem xét các luồng dữ liệu và các dịch vụ trên các luồng dữ liệu mà chúng hỗ trợ

Khối chức năng điều khiển chuyển mạch ảo VSCF: điều khiển và giám sát VSF và SPF trong phân vùng VSCF cung cấp thông tin kết nối chéo yêu cầu, bao gồm thông tin và lưu lượng, QoS qua VSF từ thực tế LPF tới một hoặc nhiều LPF khác sử dụng điểm tham chiếu VSC VSCF liên kết c c loại á dịch vụ và các y u cầu tham số ưu lượng với LPF để cung cấp Qê l S và SLA.

Khối chức năng điều khiển tải tin (BCF): thiết lập, thay đổi và giải phóng kết nối giữa các điểm kết cuối trong mạng Trong một tổng đài BCF tương tác với các thực thể tương ứng của NSICF và nhận thông tin yêu cầu để thiết lập đường kết nối tải tin BCF thực hiện các chức năng sau:

- Quản lý và bảo dưỡng các trạng thái đường liên kết dưới sự điều khiển của nó

- Thiết lập, quản lý và bảo dưỡng trạng thái các đường tải tin theo yêu cầu của NSIF và liên kết trạng thái này với NSICF

- Báo hiệu tới các thực thể ngang cấp

Khối chức năng điều khiển thực thể dịch vụ mạng NSICF: ao gồm các thông tin thiết lập, duy trì, thay đổi và giải phóng các thực thể dịch vụ mạng NSICF sử dụng NECF và BCF để thiết lập, duy trì, giải phóng kết nối tải tin của các thực thể dịch vụ mạng kết hợp NSICF trao đổi thông tin điều khiển và báo hiệu với các NSICF khác một cách trực tiếp hoặc thông qua khối chức năng cổng báo hiệu (SGF) NSICF thực hiện các chức năng sau:

- Áp dụng các dịch vụ, ứng dụng và các chính sách trực tiếp

- Quyết định hoặc thu hồi các địa chỉ và lựa chọn định tuyến tới điểm đích và có thể lựa chọn tuyến sử dụng

- Nhận dạng báo hiệu điều khiển, báo hiệu tải tin, và các yêu cầu về địa chỉ của thực thể dịch vụ mạng, quyết định các yêu cầu

- Thu và phát báo hiệu

- Duy trì thông tin trên các tuyến đường tới điểm cuối dựa vào các thông tin định tuyến được trao đổi

- Yêu cầu sử dụng tài nguyên thích ứng để phân phối dịch vụ

- Duy trì thông tin trạng thái thực thể dịch vụ và cung cấp thông tin được sử dụng cho tính cước

- Trao đổi các thuộc tính thực thể dịch vụ với các khối ngang cấp.

- Thiết lập các kết nối chéo qua VSCF

Khối chức năng cổng báo hiệu SGF: Xử lý các thông tin báo hiệu đến tổng đài SGF có thể thẩm tra hoặc hủy bỏ các báo hiệu liên quan Các công việc được SGF thực hiện có thể rất khác nhau tuỳ thuộc vào việc nó thi hành chức năng chuyển tải hay điều khiển chức năng báo hiệu Sau khi xử lý số liệu o hiệu lối vào, SGF sẽ phân phố thông tin báo hiệu điều khiển tới các bá i thực thể phù hợp của NSICF thông qua các cơ chế vận chuyển phù hợp Nói chung, SGF duy trì các thông tin về trạng thái cuộc gọi để quản lý các giao diện giao thức

2.3.2 Các mô hình LSR biên và lõi

* Các thủ tục điều khiển và truyền tải qua MPLS

Phần này giớ thiệu mô hình vật lý của bộ định tuyến lớp biên và lớp lõi i

IP MPLS hỗ trợ chuyển tiếp các gói IP Về đóng gói này được áp dụng theo từng mục đích phân biệt hệ thống logic định tuyến IP và hệ thống chuyển tiếp

IP Điều này được xem là chuyên môn hoá và cho phép phát triển các môđun, các khối chức năng một cách độc lập Đồng thời, sự phân chia thành 2 thành phần vật lý này tạo khả năng tối thiểu hóa nên đòi hỏi số các giao diện mở là nhỏ nhất

Sự khác nhau giữa định tuyến MPLS và IP truyền thông xuất hiện tại điểm tham chiếu ic của bộ dịnh tuyến lớp lõi và phía MPLS của bộ định tuyến lớp biên Trong trường hợp MPLS, giao thức phân phố nhãn LDP sử dụng tại BCF được chuyển sang thành phần điều khiển vật lý của bộ định tuyến Việc sử dụng điểm tham chiếu sp để tạo lập thông tin chuyển tiếp trong mỗi cổng logic ph ù hợp với bản chất đặc trưng dịch vụ c ủa cú pháp bảng chuyển tiếp

Cú áph p bản chuyển tiếp này đặc trưng cho MPLS và phi-MPLS

Hình 2.11: Mô hình vật lý của bộ định tuyến biên E-LRS ix ic(L3)

PRCC – Bộ phận điều khiển Router vật lý

SGF – khối chức năng cổng báo hiệu

NSICF – Khối chức năng điều khiển dịch vụ mạng

BCF Khối chức năng – điều khiển tải tin (LDP,

VSCF – Khối chức năng điều khiển chuyển mạch ảo Cổng giao tiếp

L2 BCF Khối chức năng điều khiển tải tin lớp 2

VSF Khối chức năng chuyển mạch ảo

LPF Khối chức năng cổng logic

PRFC- Bộ phận chuyển tiếp thông tin bộ định tuyến vật lý bc ia ix bs ic ic

VSCF-khối chức năng điều khiển chuyển mạch ảo cổng giao tiếp cổng giao tiếp

LPF khối chức năng cổng logic cổng vật lý

VSF khối chức năng chuyển mạch ảo ic(L2 and L3) ia

PRFC-Bộ phận chuyển tiếp thông tin Router vật lý

Hình 2.12: Mô hình vật lý của bộ định tuyến lớp lõi C-LSR

PRCC-Bộ phận điều khiển

Router vật lý ic ic bs

BCF-Khối chức năng điều khiển tải tin (LDP, OSPF)

+ Bộ định tuyến IP truyền thống

Phần này trình bày việc áp dụng mô hình MSF vào các bộ định tuyến IPv4 ứng với chức năng chuyển tiếp IP bao gồm các giao diện: Ethernet, N- ISDN và ATM Nội dung phần này không trình bày đầu đủ về dịch vụ Internet, hay về bất cứ một dịch vụ IP VPN nào cũng như các dịch vụ đảm bảo QoS

Giao diện mở giữa thiết bị điều khiển bộ định tuyến vật lý và thiết bị chuyển tiếp bộ định tuyến vật lý được chia nhỏ cho 5 loại thông tin theo sau là các ký hiệu tương ứng với điểm tham chiếu trên mô hình chức năng là: ic, ia, np, vsc và sp Lớp liên kết giữa các mạng phối hợp hoạt động định tuyến IP (BGP4) ở mô hình vật lý này được triển khai qua điểm tham chiếu ia Lớp liên kết trong mạng phối hợp hoạt động định tuyến (ví dụ như OSPF, IS IS) ở - mô hình này được triển khai qua điểm tham chiếu ic

Khía cạnh quan trọng của mô hình vật lý của một bộ định tuyến IP là khả năng tự quản lý (autonomy) chức năng điều khiển kênh tải tin (BCF – Bearer Control Function) đối với mỗi cổng vật lý Việc tự quản lý này là do yêu cầu về tính độc lập của lớp mạng (IP) với các lớp liên kết phía dưới (Ethernet, ATM, SDH/SONET…) Mỗi cổng vật lý sử dụng chức năng điều khiển kênh tải tin BCF tương ứng với lớp liên kết của cổng đó Một số giao thức trao đổi thông tin qua điểm tham chiếu ic vì vậy phụ thuộc vào việc chọn công nghệ lớp liên kết của mỗi cổng vật lý Còn đối với giao thức tại điểm tham chiếu ic, các đầu cuối lựa chọn lớp liên kết cho cổng vật lý Điểm tham chiếu sp được sử dụng để đặt cấu hình chuyển tiếp thông tin cho cổng logic Các thông tin này thay đổi theo trạng thái của kênh hoặc trạng thái của bộ định tuyến trong mạng Điểm tham chiếu bc được sử dụng để truyền thông tin định tuyến EGP từ khối chứng năng điều khiển dịch vụ mạng tới khối chức năng điều khiển kênh

Các giao thức sử dụng trong mạng MPLS

2.4.1 Giao thức phân phối nhãn

- Giao thức phân phối nhãn được nhóm nghiên cứu MPLS của IETF xây dựng và ban hành có tên là RFC 3036 Phiên bản mới nhất được công bố năm 2001 đưa ra những định nghĩa và nguyên tắc hoạt động của giao thức LDP

- Giao thức phân phối nhãn được sử dụng trong quá trình gán nhãn cho các gói thông tin Giao thức LDP là giao thức điều khiển tách biệt được các LSR sử dụng để trao đổi và điều phối quá trình gán nhãn/FEC Giao thức này là một tập hợp các thủ tục trao đổi các bản tin cho phép các LSR sử dụng giá trị nhãn thuộc FEC nhất định để truyền các gói thông tin

2 4.1.1 Phát hiện LSR lân cận

- Một LSR định kỳ gửi đi bản tin Hello tới các cổng UDP đã biết trong tất cả các bộ phận định tuyến trong mạng con của nhóm multicast

- Tất cả các LSR tiếp nhận bản tin Hello này trên cổng UDP Tại một thời điểm nào đó LSR sẽ biết tất cả các LSR khác mà nó có kết nối trực tiếp

- Khi LSR nhận biết được địa chỉ của LSR khác bằng cơ chế này thì nó s ẽ thiết lập kết nối TCP đến LSR đó Khi đó phiên LDP được thiết lập giữa 2LSR Phiên LDP là phi n hai chiều c nghĩa là mỗi LSR ở hai đầu kết nối ê ó đều có thể yêu cầu và gởi liên kết nhãn.

Trong trường hợp các LSR không kết nối trực tiếp trong một mạng con (subnet) người ta sử dụng một cơ chế bổ xung sau:

- LSR định kỳ gửi bản tin Hello đến cổng UDP đã biết tại địa chỉ IP xác định được kh aibáo khi lập cấu hình Đầu nhận bản tin này có thể trả lời lại bằng bản tin Hello khác truyền một chiều ngược lại đến LSR gửi và việc thiết lập các phiên LDP được thực hiện như trên

- Thông thường trường hợp này hay được áp dụng khi giữa 2 LSR có một đường LSP cho điều khiển lưu lượng và nó yêu cầu phải gởi các gói có nhãn qua đường LSP đó

2.4.1.2 Giao thức truyền tải tin cậy

Việc quyết định sử dụng TCP để truyền các bản tin LDP là một vấn đề cần xem xét Yêu cầu về độ tin cậy là rất cần thiết: nếu việc liên kết nhãn hay yêu cầu liên kết nhãn được truyền một cách không tin cậy thì lưu lượng cũng không được chuyển mạch theo nhãn Việc xây dựng các chức năng bảo đảm độ tin cậy trong LDP không nhất thiết phải thực hiện toàn chức năng của TCP trong LDP mà chỉ cần dừng lại ở những chức năng cần thiết nhất, ví dụ như chức năng điều khiển tránh tắc nghẽn được coi là không cần thiết trong LDP … Tuy nhiên việc phát triển thêm các chức năng đảm bả, o đ tin cậy ộ trong LDP cũng có nhiều vấn đề cần xem xét, ví dụ như các bộ định thời cho các bản tin ghi nhận và không ghi nhận , trong trường hợp sử dụng TCP chỉ cần một bộ định thời của TCP cho toàn phiên LDP Thiết kế một giao thức truyền tải tin cậy là một vấn đề nan giải Đã có nhiều cố gắng để cải thiện TCP nhằm làm tăng độ tin cậy của giao thức truy n t i Tuy nhiề ả ên vấn đề ện hi nay vẫn chưa rõ ràng và TCP vẫn được sử dụng cho truyền tải LDP

Có 4 dạng bản tin cơ bản sau đây:

Các bản tin thuộc loại này được gởi khi bắt đầu một LDP giữa 2 LSR để trao đổi các tham số, các đại lượng tuỳ chọn cho phiên, các tham số này gồm có:

- Chế độ phân bổ nhãn

- Các giá trị định thời

- Phạm vi các nhãn sử dụng trong kênh giữa hai LSR đó

Cả hai LSR đều có thể gởi các bản tin Initialization và LSR nhận sẽ trả lời bằng KeepAlive nếu các tham số được chấp nhận Nếu có một tham số nào đó không được chấp nhận thì LSR trả lời thông báo có lỗi và phiên kết thúc

Các bản tin KeepAlive được gửi định k khi không có bản tin nào ỳ được gửi để đảm bảo cho mỗi thành phần LDP biết rằng thành phần LDP khác đang hoạt động tốt Trong trường hợp không xuất hiện bản tin KeepAlive hay một số bản tin khác của LDP trong khoảng thời gian nhất định thì LSR sẽ xác định đối phương hoặc kết nối bị hỏng và phiên LDP bị dừng

Các bản tin Label Mapping được sử dụng để quản bá liên kết giữa FEC (tiền tố địa chỉ) và nhãn Bản tin Label With d rawal thực hiện quá trình ngược lại: nó được sử dụng để xoá bỏ liên kết vừa thực hiện Bản tin này được sử dụng khi có sự thay đổi trong bảng định tuyến (thay đổi tiền tố địa chỉ) hay thay đổi trong cấu hình LSR làm tạm dừng việc chuyển nhãn các gói trong FEC đó

* Dạng bản tin Label Release

Bản tin này được LSR sử dụng khi nhận được chuyển đổi nhãn mà nó không cần thiết nữa Điều đó thường xày ra khi LSR giải phóng nhận thấy nút tiếp theo cho FEC đó không phải là LSR quảng bá liên kết nhãn/FEC đó

Các chế độ phân phối nhãn : chúng ta đã biết một số chế độ hoạt động trong việc phân phối nhãn như: không yêu cầu ph trước, theo yêu cầu ía phía trước, điều khiển LSP theo lệnh hay tự lập, duy trì tiên tiến hay lưu giữ Các chế độ này được thoả thuận lởi LSR trong quá trình khởi tạo phiên LDP

- Ưu điểm lớn nhất của chế độ duy trì tiên tiến là khả năng phản ứng nhanh hơn khi có sự thay đổi định tuyến Nhược điểm lớn nhất là lãng phí bộ nhớ và nhãn Điếu này đặc biệt quan trọng và có ảnh hưởng rất lớn đối với những thiết bị lưu trữ bảng định tuyến trong phần cứng như ATM – LSR. Thông thường chế độ duy trì lưu trữ nhãn được sử dụng cho các ATM – LSR

2.4.2.1 Khái niệm định tuyến cưỡng bức: Để có thể hiểu được khái niệm định tuyến cưỡng bức, trước hết chúng ta xem xét cơ chế định tuyến truyền thống được sử dụng trong mạng IP như trong mạng Internet chẳng hạn Một mạng có thể được mô hình ho như tập á hợp các hệ thống độc lập ( AS), trong đó việc định tuyến ở mỗi AS tuân theo giao thức định tuyến nội vùng (Intradomain Còn việc định tuyến giữa các )

Những vấn đề kỹ thuật trong MPLS

So sánh RSVP với CR - LDP

3.1.1 Những hạn chế đối với khả năng mở rộng của RSVP

- Đối với RSVP, một trong những hạn chế của nó là khả năng mở rộng xuất phát từ thực tế bản chất của RSVP được thiết kế để hỗ trợ dự trữ tài nguyên cho các luồng ứng dụng riêng Chính vì vậy khả năng sử dụng RSVP cho các mạng lớn công cộng còn hạn chế Dự trữ tài nguyên cho các luồng ứng dụng riêng rõ ràng là ảnh hưởng xấu đến khả năng mở rộng Chúng ta có thể cho rằng mỗi người sử dụng sẽ dự trữ tài nguyên ở một số tốc độ trung bình, vì thế số tài nguyên dự trữ được tạo ra qua mạng lớn qua mạng lớn có khả năng tăng nhanh theo số người sử dụng của mạng Điều này dẫn đến chi phí lớn nếu mỗi bộ định tuyến phải lưu trữ trạng thái và tiến trình một số bản tin đối với mỗi tài nguyên dự trữ cho luồng ứng dụng riêng

Tóm lại, chính xác hơn nếu nói rằng mức dự trữ tài nguyên cho các luồng ứng dụng sẽ kém hơn trong trường hợp RSVP Sự khác nhau này quan trọng khi chúng ta xem RSVP không những đòi hỏi dự trữ tài nguyên cho các luồng ứng dụng riêng mà còn dự trữ tài nguyên cho lưu lượng tổng hợp

3.1.2 So sánh CR-LDP và RSVP

Sự khác biệt cơ bản giữa 2 giao thức trên là ở độ tin cậy của giao thức tải tin và phụ thuộc vào việc dự trữ tài nguyên được thực hiện theo chiều thuận hay ngược Bảng 3.1 mô tả một số khác biệt cơ bản giữa 2 giao thức này

Giao thức CR LDP- RSVP

Truyền tải TCP IP thuần

Bảo an Có C ó Đa điểm-điểm Có Có

Hỗ trợ đa hướng Không Không

Hợp nhất LSP Có Có

Trạng thái LSP Cứng Mềm

Làm tươi LSP Không cần Chu kỳ, từ nút đến nút Định tuyến hiện Chặt chẽ Chặt chẽ

Giữa tuyến Có Có, bằng ghi đường

Giữ trước LSP Có, trên cơ sở độ ưu tiên

Có, trên sơ sở độ ưu tiên

Bảo vệ LSP Có Có

Chia sẻ dự trữ trước Không Có

Trao đổi tham số lưu lượng Có Có Định tuyế ạn l i Có Có Điều khiển lưu lượng Đường đi Đường về Điều khiển điều khoản Ẩn Hiện

Chỉ thị giao thức lớp 3 Không Có

Ràng buộc loại tài nguyên Có Không

Bảng 3.2: So sánh MPLS và MPOA Đặc tính MPOA MPLS

Môi trường hoạt động Campus, WAN WAN

Bộ định tuyến Bộ định tuyến ảo LSR

Mô hình Chồng lấn Ngang cấp Đánh địa chỉ Tách biệt, IP, ATM Chỉ đánh địa chỉ IP

Giao thức định tuyến Đơn hướng, đa hướng

IP, PNNI Đơn hướng, đa hướng IP

Thiết lập kênh chuyển mạch

Theo luồng thông tin Theo cấu trúc (có thể hỗ trợ theo luồng hoặc dự trữ trước)

Giao thức điều khiển IP, MPOA, NHRP, giao thức ATM-Forum

Thiết bị Host, thiết bị biên, bộ định tuyến

Bộ định tuyến và chuyển mạch

Hỗ trợ ATM gốc Có Không, nhưng có thể cùng tồn tại Lựa chọn đường số liệu

PNNI pha 1 Định tuyến động IP hoặc tuyến hiện

Tiêu chuẩn ATM Forum IETF

Các kênh số liệu phi

Qua thiết bị biên Có

Lỗi tại một điểm Có, bộ định tuyến

Các tiêu chuẩn MPLS được rất nhiều nhà khai thác, chế tạo thiết bị IP trước đây hỗ trợ, đóng góp nên thừa kế được rất nhiều ưu điểm của giải pháp

IP trước đây Tuy nhiên, giống như các tiêu chuẩn khác, các tiêu chuẩn về MPLS cũng phải chấp nhận những thỏa hiệp nhất định trong quá trình lựa chọn giải pháp Trong phần này chúng ta sẽ xem xét so sánh một số ưu nhược điểm của MPLS với MPOA (giải pháp cho IP qua ATM được ATM-Forum phát triển và tiêu chuẩn hóa)

Sự khác biệt cơ bản đầu tiên giữa 2 giao thức này là môi trường của 2 giao thức khác nhau MPOA xuất phát từ giải pháp cho mạng trường học (khu vực hẹp) để kết nối máy chủ và các thiết bị biên thông qua các đường dẫn kênh VC trong trạm ATM Độ hữu dụng của nó phụ thuộc vào số lượng nút chuyển mạch mạch ATM trong mạng trường học Ngược lại MPLS được thiết kế để sử dụng trong môi trường WAN không chỉ có các tổng dàiATM mà còn có các thiết bị sử dụng công nghệ kênh số liệu khác Nó cung cấp cơ chế điều khiển lưu lượng đơn giản qua mạng và trong một số trường hợp nó nâng cao khả năng mở rộng của hạ tầng cơ sở Cả 2 giải pháp trên đều cung cấp chất lượng cao hơn so với định tuyến IP truyền thống và cả hai giải pháp trên có thể sử dụng động tài nguyên mạng trục hoặc ít nhất cũng hỗ trợ khả năng sử dụng tối ưu MPOA thực hiện chức năng đó với báo hiệu PNNI, còn MPLS thì sử dụng kỹ thuật lưu lượng

Chất lượng dịch vụ QoS là một trong những yếu tố thúc đẩy MPLS So sánh với các yếu tố khác, như quản lý lưu lượng và hỗ trợ VPN thì QoS không phải là lý do quan trọng nhất để triển khai MPLS Chúng ta sẽ thấy dưới đây, hầu hết các công việc được thực hiện trong MPLS QoS tập trung vào việc hỗ trợ các thuộc tính của IP QoS trong mạng Nói cách khác, mục

55 tiêu là thiết lập sự giống nhau giữa các thuộc tính QoS của IP và MPLS, chứ không phải là làm cho MPLS QoS có chất lượng cao hơn IP QoS

Một trong những lý do để khẳng định MPLS không giống như IP là MPLS không phải là giao thức xuyên suốt MPLS không chạy trong các máy chủ, và trong tương lai nhiều mạng IP không sử dụng MPLS vẫn tồn tại Mặt khác QoS là thuộc tính xuyên suốt của liên lac giữa các LSR cùng cấp Ví dụ, nếu một kênh kết nối trong tuyến xuyên suốt có độ trễ cao, độ tổn thất lớn, băng thông thấp sẽ giới hạn QoS cung cấp dọc theo tuyến đó Một cách nhìn nhận khác về vấn đề này là MPLS không thay đổi về căn bản mô hình dịch vụ

IP Các nhà cung cấp dịch vụ không bán dịch vụ MPLS, họ bán dịch vụ IP (hay dịch vụ Frame Relay và các dịch vụ khác) Do đó, nếu họ đưa ra QoS thì họ phải đưa ra IP QoS (Frame Relay QoS…) chứ không phải là MPLS QoS Điều đó không có nghĩa là MPLS không có vai trò trong IP QoS Thứ nhất, MPLS có thể giúp nhà cung cấp đưa ra các dịch vụ IP QoS hiệu quả hơn Thứ hai, hiện đang xuất hiện một số khả năng QoS mới hỗ trợ qua mạng sử dụng MPLS không thực sự xuyên su Tuy nhiên, một trong số những điều hữu ích ốt là băng thông bảo đảm của LSP Do đó mối quan hệ gần gũi giữa IP QoS và MPLS QoS, nên phần này sẽ tập trung nghi n cứê u các thành phần chính của

IP QoS IP cung cấp hai mô hình QoS: Dịch vụ tích hợp IntServ (sử dụng chế độ đồng bộ với RSVP) và dịch vụ DiffSer

3.3.1 Dịch vụ Best Effort (cố gắng tối đa) Đây là dịch vụ thường gặp trên mạng Internet hay mạng IP Các gói thông tin được chuyển đi theo nguyên tắc mà không cần quan tâm đến đặc tính lưu lượng của dịch vụ, dẫn đến việc rất khó hỗ trợ cho các dịch vụ đòi hỏi độ trễ như các dịch vụ thời gian thực hay Video Cho đến thời điểm hiện nay, đa phần các dịch vụ cung cấp bởi Intrernet vẫn dùng nguyên tắc Best Effort

3.3.2 Mô hình dịch vụ tích hợp( IntServ) Đứng trước nhu cầu ngày càng tăng trong việc cung cấp các dịch vụ thời gian thực (thoại, video) và băng thông cao (đa phương tiện) dịch v ụ tích hợp IntServ đã ra đời Đây là sự phát triển của mạng IP nhằm đồng thời cung cấp dịch vụ truyền thống Best Effort và các dịch vụ thời gian thực Động lực thúc đẩy mô hình này chủ yếu do những lý do cơ bản sau đây:

- Dịch vụ Best Effort không còn đủ tốt nữa: ngày càng có nhiều ứng dụng khác nhau có những yêu cầu khác nhau về đặc tính lưu lượng được triển khai, đồng thời người sử dụng ngày càng yêu cầu cao hơn về chất lượng dịch vụ

- Các ứng dụng đa phương tiện ngày càng xuất hiện nhiều: mạng IP phải có khả năng hỗ trợ không chỉ đơn dịch vụ mà phải hỗ trợ tích hợp đa dịch vụ của nhiều loại lưu lượng khác nhau từ thoại, số liệu đến Video

- Tối ưu hóa hiệu suất sử dụng mạng và tài nguyên mạng: đảm bảo hiệu quả sử dụng và đầu tư Tài nguyên mạng sẽ được dự trữ cho lưu lượng có độ ưu tiên cao hơn, phần còn lại sẽ dành cho số liệu dạng Best Effort

Chất lượng dịch vụ