đồ án tốt nghiệp nghiên cứu công nghệ chuyển mạch nhãn mpls và đề xuất các kiến nghị áp dụng công nghệ mpls trong mạng thế hệ mới ngn của tổng công ty

Tất cả các gói tin trong cùng một FEC cụ thể và xuất phát từ mộtnút cụ thể sẽ đi theo cùng một tuyến đường hoặc theo một tập các tuyến đườngliên kết với FEC đó.Trong gửi chuyển tiếp IP t

Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368

TỔNG CÔNG TY BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆT NAM HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

VIỆN KHOA HỌC KỸ THUẬT BƯU ĐIỆN

BÁO CÁO ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN MPLS VÀ ĐỀ XUẤT CÁC KIẾN NGHỊ ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ MPLS TRONG

MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN CỦA TỔNG CÔNG TY

Chương I: Cơ sở công nghệ MPLS Lịch sử phát triển MPLS

Cisco phát hành ấn bản đầu tiên về chuyển mạch nhãn đa giao thức(MPLS) vào tháng 3 năm 1998 và trong vài tháng gần đây công nghệ này đượcchuẩn hoá tại Lực lượng đặc nhiệm kỹ sư Internet (IETF) Một vài đặc tínhMPLS mới trở nên có giá trị trong năm nay sẽ cung cấp những khả năng mớicho các mạng cung cấp dịch vụ

Sự phát triển nhanh chóng của Internet và sự triển khai trên diện rộng cácmạng được xây dựng trên tập giao thức Internet đang tạo ra những nhu cầu chocác khả năng mới trong mạng IP MPLS cung cấp một số các khả năng như vậy.Trong khi báo chí thương mại thường tập trung vào MPLS như một công nghệnâng cao chất lượng, chúng ta sẽ xem xét các lợi ích của MPLS theo khía cạnhtăng cường chức năng Các khả năng cơ bản mà MPLS cung cấp cho việc phânphối các dịch vụ thương mại IP bao gồm:

hỗ trợ cho các dịch vụ IP Trong tất cả các công việc tiêu chuẩn hoá công nghệ,

hỗ trợ cho IP trở thành tiêu chí cho việc nghiên cứu

Với các nhà thiết kế mạng, sự phát triển nhanh chóng của Internet có thểkhông tránh khỏi Việc mở rộng đều đặn của mạng, sự tăng trưởng không ngừngcủa lưu lượng, và sự phức tạp của các dịch vụ đã biến mạng hiện tại thành

không thể chấp nhận đươc Nhu cầu thị trường cấp bách cho một mạng tốc độcao, giá thành thấp là tác nhân chủ yếu cho sự ra đời của một loạt các công nghệmới bao gồm MPLS.

Hiện nay, có rất nhiều công nghệ để xây dựng mạng IP, như IPOA (IPqua 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 sửdụng rộng rãi trên toàn cầu trong các mạng IP xương sống do tốc độ cao, chấtlượng dịch vụ QoS, điều khiển luồng và các đặc tính khác của nó mà các mạngđịnh 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 lựachọn số một, do đó nghiên cứu về IPOA quan trọng hơn MPLS thực sự là sự cảitiến của công nghệ IPOA truyền thống

IPOA truyền thống là một công nghệ lai ghép Nó đặt IP (công nghệ lớpthứ 3) trên ATM (công nghệ lớp thứ 2) Các giao thức của hai lớp là hoàn toànđộc 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.Khi xuất hiện sự bùng nổ lưu lượng mạng, phương thức này dẫn đến một loạtcác vấn đề cần giải quyết

1 Thứ nhất, trong phương thức lai ghép, cần phải thiết lập các kết nốiPVC cho tất cả các nút nghĩa là để thiết lập mạng với tất cả các kết nối như đượcbiểu diễn trong Hình I -1 Điều này sẽ tạo ra hình vuông N Khi thiết lập, duytrì và ngắt kết nối giữa các nút, các mào đầu liên quan (như số kênh ảo, số lượngthông tin điều khiển) sẽ chỉ thị về độ lớn của hình vuông N của số các nút Khimạng mở rộng, mào đầu sẽ ngày càng lớn và tới mức không thể chấp nhận được

2 Phương thức lai ghép phân chia toàn bộ mạng IPOA thành rất nhiều cácLIS (Mạng con IP Logic), thậm chí với các LIS trong cùng một mạng vật lý.Các LIS được kết nối nhờ các bộ định tuyến trung gian được biểu diễn trongHình I -2 Cấu hình multicast giữa các LIS khác nhau trên một mặt và giữa các

bộ định tuyến này sẽ sẽ trở nên hạn chế khi luồng lưu lượng lớn Cấu hình nhưvậy chỉ áp dụng cho các mạng nhỏ như mạng doanh nghiệp, mạng trường sở,

v.v và không phù hợp với nhu cầu cho các mạng xương xống Internet trongtương lai Cả hai đều khó mở rộng

3 Trong phương thức lai ghép, IPOA sẽ không thể đảm bảo về chất lượngdịch vụ QoS

Hình I-1 Sự mở rộng mạng IPOA.

Hình I-2 Nút cổ chai trong mạng IPOA.

4 Không phải tất cả mọi cân nhắc được đưa ra cho mỗi bên trong thiết kế

IP và ATM Điều này tạo nên sự liên kết giữa chúng phụ thuộc vào một loạt cácgiao thức phức tạp và các bộ định tuyến xử lý các giao thức này Sự phức tạp sẽgây ra các hiệu ứng có hại đến độ tin cậy của các mạng xương sống

Các công nghệ như MPOA, và LANE đang được hình thành để giải quếtcác tồn tại này Tuy nhiên các giải pháp đó không thể giải quyết được tất cả cáctồn tại Trong khi ấy, nổi bật lên trên một loạt các công nghệ IPOA khác vớiphương thức lai ghép là chuyển mạch nhãn theo phương thức tích hợp Chúngcung cấp giải pháp hợp lý để giải quyết những tồn tại này.

Chuyển mạch nhãn được hiểu là khải niệm chung cho tất cả các côngnghệ chuyển mạch nhãn hiện có Những công nghệ này thực sự dựa trên những

cơ sở mà MPLS đã được hình thành

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 cóthể thấy rằng chỉ xét trong các yếu tố tốc độ chuyển mạch, phương thức điềukhiển luồng, tỉ lệ giữa giá cả và chất lượng thì tổng đài chuyển mạch chắc chắntốt hơn nhiều so với bộ định tuyến Tuy nhiên, các bộ định tuyến có các chứcnăng định tuyến mềm dẻo mà tổng đài không thể so sánh được Do đó chúng takhông thể không nghĩ rằng chúng ta có thể có một thiết bị có khả năng điềukhiển luồng, tốc độ cao của tổng đài cũng như các chức năng định tuyến mềmdẻo của bộ định tuyến Đó là động cơ then chốt để phát triển chuyển mạch nhãn

Nguyên tắc cơ bản của chuyển mạch nhãn là sử dụng một thiết bị tương

tự như bộ định tuyến để điều khiển thiết bị chuyển mạch phần cứng ATM, dovậy công nghệ này có được tỉ lệ giữa giá thành và chất lượng có thể sánh đượcvới tổng đài Nó cũng có thể hỗ trợ thậm chí rất nhiều chức năng định tuyến mớimạnh hơn như định tuyến hiện v.v Công nghệ này do đó kết hợp một cáchhoàn hảo ưu điểm của các tổng đài chuyển mạch với ưu điểm của các bộ địnhtuyến, và trở thành điểm nóng thu hút sự tập trung của ngành công nghiệp

Quá trình tiêu chuẩn hoá MPLS

MPLS phát triển cùng với sự phát triển của hàng loạt các công nghệ:

1 IP over ATM

Mặc dù các ứng dụng MPLS hoàn toàn không giới hạn với IPOA, sự cảitiến IPOA đầu tiên sinh ra MPLS Công việc tiêu chuẩn hoá ATM bắt đầu rấtsớm vào khoảng năm 1980, và ngay sau đó phạm vi ứng dụng của IP dẫn tới

việc nghiên cứu xem thi hành IP trên ATM như thế nào Một vài nhóm làm việcIETF đã giải quyết câu hỏi này, và đưa đến kết quả trong hai tài liệu RFC làRFC 1483 và RFC 1577 vào năm 1993 và 1994

RFC1483 mô tả cách đóng gói bản tin IP trong các tế bào ATM trong khiRFC1577 định nghĩa CIPOA và ATMARP (ATM Address ResolutionProtocol)

CIPOA thiết kế ATM bằng công nghệ mạng con IP logic, máy chủ và các

bộ định tuyến IP đặt trong các LIS khác nhau tương ứng Khi cả hai phần liênlạc đều nằm trong cùng một LIS giống nhau, chúng có thể liên lạc trực tiếp Nếukhông chúng không thể liên lạc trực tiếp với nhau và một hoặc một vài bộ địnhtuyến trung gian cần thiết sẽ được sử dụng

Vì những nhược điểm của CIPOA được đề cập ở trên, trong khi nó lạiđược sử dụng rất rộng rãi, các nhà nghiên cứu đang làm việc để tìm kiếm mộtcông nghệ IPOA hiệu quả hơn

Toshiba's CSR

Toshiba đầu tiên định nghĩa mô hình chuyển mạch nhãn, công nghệ CSR(Cell Switching Router) Mô hình này đầu tiên đề xuất ý kiến đặt cấu trúcchuyển mạch ATM dưới sự điều khiển của giao thức IP (như giao thức địnhtuyến IP và giao thức RSVP) mà không phải là giao thức ATM (Q.2931) Bởivậy mô hình này có thể loại trừ toàn bộ cuộc gọi báo hiệu ATM và việc xắp xếpđịa chỉ phức tạp Và CSR đòi hỏi mạng CSR có thể chứa những tổng đài chuyểnmạch ATM và các tổng đài chuyển mạch CSR tại cùng một thời điểm CSR cóthể thay thế các bộ định tuyến giữa một LIS trong CIPOA, do đó giải phóng nhucầu cho NHRP

CSR xem như là công nghệ chuyển mạch nhãn đầu tiên được đệ trình tạicuộc họp IETF BOF vào cuối năm 1994 và đầu năm 1995 Tuy nhiên, không cónhững nghiên cứu chuyên sâu vào mô hình này Định nghĩa của công nghệ nàykhông rõ ràng và hoàn chỉnh Và các sản phẩm vật lý chưa có

Cisco's Tag Switching

Chỉ một vài tháng sau khi Ipsion thông báo về công nghệ chuyển mạch IP,Cisco đã phổ biến công nghệ chuyển mạch thẻ của mình Mô hình này khác rấtnhiều so với hai công nghệ ở trên Ví dụ, nó không sử dụng điều khiển luồngnhưng sử dụng phương thức control drive trong thiết lập bảng truyền lại, và nókhông giới hạn với các ứng dụng trong hệ thống chuyển mạch ATM Công nghệnày đã có các tài liệu RFC Không giống như Ipsilon, Cisco dành hết cho tiêuchẩn quốc tế của công nghệ này Các tài liệu RFC được xuất bản cho tất cả cáckhía cạnh của các công nghệ, và các nỗ lực của Cisco đã mang lại kết quả trongviệc thiết lập nên nhóm làm việc MPLS IETF

4 IBM's ARIS and Nortel's VNS

Ngay sau khi Cisco thông báo về công nghệ của mình, IBM bắt kịp vớiARIS (aggregate Route-based IP Switching) của mình và các tài liệu RFC cũngđược hình thành Mặc dầu ARIS khá giống với chuyển mạch thẻ, chúng cũng córất nhiều các điểm khác biệt Các công ty lớn khác trong công nghiệp, nhưNortel, cũng sử dụng chúng trong các sản phẩm VNS chuyển mạch nhãn củamình Có thể thấy rằng nghiên cứu về chuyển mạch nhãn đã nhận được sự chú ýrộng rãi trong công nghiệp

5 Công việc chuẩn hoá MPLS

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, mặc dầu nó còn được cânnhắc xem liệu có những bộ định tuyến đủ nhanh hay công nghệ này liệu có còncần thiết Trong thực tế, không có một bộ định tuyến nào đạt được và các côngnghệ chuyển mạch nhãn hiện có cần phải chuẩn hoá

 Vào đầu năm 1997, hiến chương MPLS được thông qua

 Vào tháng 4 năm 1997 nhóm làm việc MPLS tiến hành cuộc họpđầu tiên

 Vào tháng 11 năm 1997, tài liệu MPLS được ban hành

 Vào tháng 7 năm 1998, tài liệu cấu trúc MPLS được ban hành

 Trong thgáng 8 và tháng 9 năm 1998, 10 tài liệu internet bổ xungđược ban hành, bao gồm MPLS LDP (Label Distribution Protocol), MarkEncoding, các ứng dụng ATM, v.v MPLS hình thành về căn bản

IELF hy vọng sẽ kết thúc các tiêu chuẩn MPLS và đưa ra các tài liệu RFCtrong năm 1999

Chúng ta có thể thấy rằng MPLS đã phát triển rất nhanh chóng và hiệuquả Điều này cũng chứng minh những yêu cầu cấp bách trong công nghiệp chomột công nghệ mới

Hầu hết các tiêu chuẩn MPLS hiện tại đang còn ở dạng “Internet Draft”,mặc dù có một vài tiêu chuẩn MPLS đã được đưa vào dạng RFC-STD

Không có một tiêu chuẩn MPLS độc lập mà chỉ có một tập các RFC, khitoàn bộ các RFC được hoàn thiện chúng sẽ được tập hợp với nhau cho phép xâydựng một hệ thống MPLS Ví dụ như hiện này có khoảng hơn RFC về chỉ tiêu

kỹ thuật cho bộ định tuyến IP mà các bộ định tuyến này phải tuân theo

III Nhóm làm việc MPLS trong IETF

Nhóm làm việc MPLS là một tập các nhóm làm việc bao gồm các phạm

vi ‘sub-IP’ mà IESG thành lập gần đây Tất cả các nhóm làm việc sub-IP tạmthời đang được đặt trong General Area cho đến khi IESG quyết định cấu trúcquản lý cuối cùng cho việc quản lý các nhóm này

Nhóm làm việc MPLS chịu trách nhiệm chuẩn hoá các công nghệ cơ sởcho sử dụng chuyển mạch nhãn và cho việc thi hành các đường chuyển mạchnhãn trên các loại công nghệ lớp liên kết, như Frame Relay, ATM và các côngnghệ LAN (Ethernet, Token Ring, v.v ) Nó bao gồm các thủ tục và các giaothức cho việc phân phối nhãn giữa các bộ định tuyến, xem xét về đóng gói vàmulticast

Các mục tiêu khởi đầu của nhóm làm việc đã gần như hoàn thành Cụ thể,

nó đã xây dựng một số các RFC (xem liệt kê phía dưới) định nghĩa Giao thứcphân phối nhãn cơ sở (LDP), kiến trúc MPLS cơ sở và đóng gói gói tin, các địnhnghĩa cho việc chạy MPLS qua các đường liên kết ATM, Frame Relay

Các mục tiêu gần đây của nhóm làm việc là:

4 Hoàn thành các công việc trên MPLS-TE MIB

5 Xác định các cơ chế chấp nhận lỗi cải tiến cho LDP

6 Xác định các cơ chế phụ phồi MPLS cho phép một đường chuyển mạchnhãn có thể được sử dụng như là một bản dự trữ cho một tập các đường chuyểnmạch nhãn khác bao gồm các trường hợp cho phép sửa chữa cục bộ

7 Cung cấp tài liệu về các phương thức đóng gói MPLS mở rộng chophép hoạt động trên các đường chuyển mạch nhãn trên các công nghệ lớp thấphơn, như phân chia theo thời gian (SONET ADM), độ dài bước sóng và chuyểnmạch không gian

8 Hoàn tất các công việc đang tiến hành cho việc xác định cơ cấu với IPMulticast qua các đưòng chuyển mạch nhãn

I.1.1 Internet-Drafts:

S

TT

Tên Draft

1 Carrying Label Information in BGP-4

2 Definitions of Managed Objects for the Multiprotocol LabelSwitching, Label Distribution Protocol (LDP)

3 LDP State Machine

4 RSVP-TE: Extensions to RSVP for LSP Tunnels

5 Constraint-Based LSP Setup using LDP

6 MPLS Traffic Engineering Management Information Base UsingSMIv2

7 MPLS Support of Differentiated Services

8 Framework for IP Multicast in MPLS

9 MPLS Label Switch Router Management Information Base UsingSMIv2

10 ICMP Extensions for MultiProtocol Label Switching

11 Applicability Statement for CR-LDP

12 Applicability Statement for Extensions to RSVP for LSP-Tunnels

13 LSP Modification Using CR-LDP

14 LSP Hierarchy with MPLS TE

15 Link Management Protocol (LMP)

16 Framework for MPLS-based Recovery

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

18 Fault Tolerance for LDP and CR-LDP

19 Generalized MPLS - Signaling Functional Description

20 MPLS LDP Query Message Description

21 Signalling Unnumbered Links in CR-LDP

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

23 Signalling Unnumbered Links in RSVP-TE

24 Requirements for support of Diff-Serv-aware MPLS TrafficEngineering

25 Extensions to RSVP-TE and CR-LDP for support of Diff-Serv-awareMPLS Traffic Engineering

26 Generalized MPLS Signaling - CR-LDP Extensions

27 Generalized MPLS Signaling - RSVP-TE Extensions

Chương II: Các khía cạnh kỹ thuật MPLS

I Khái niệm MPLS

1 Khái quát MPLS

Khi một gói tin tuân theo các phương thức lớp mạng connectionless từmột bộ định tuyến đến bộ định tuyến tiếp theo, mỗi bộ định tuyến phải đưa ramột quyết định gửi chuyển tiếp độc lập cho gói tin đó Do đó, mỗi bộ định tuyếnphân tích mào đầu gói tin và mỗi bộ định tuyến sẽ chạy các thuật toán địnhtuyến lớp mạng Mỗi bộ định tuyến lựa chọn hop tiếp theo cho gói tin một cáchhoàn toàn độc lập dựa trên những phân tích của nó về mào đầu gói tin và kết quảcủa việc chạy thuật toán định tuyến

Các mào đầu gói tin chứa đựng nhiều thông tin hơn là thông tin cần thiết

để lựa chọn hop tiếp theo Lựa chọn hop tiếp theo bởi vậy có thể xem là sự cấuthành của hai chức năng Chức năng thứ nhất phân chia toàn bộ các gói tin vàocác tập lớp gửi chuyển tiếp ngang cấp FEC (Forwarding Equivalence Class)

Chức năng thứ hai là xắp xếp mỗi FEC cho một hop tiếp theo Khi quyết địnhgửi chuyển tiếp được đưa ra, với các gói tin được xắp xếp vào cùng một FEC làgiống nhau Tất cả các gói tin trong cùng một FEC cụ thể và xuất phát từ mộtnút cụ thể sẽ đi theo cùng một tuyến đường hoặc theo một tập các tuyến đườngliên kết với FEC đó.

Trong gửi chuyển tiếp IP truyền thống, một bộ định tuyến cụ thể sẽ đưahai gói tin vào cùng một FEC nếu như một vài tiền tố địa chỉ X trong các bảngđịnh tuyến của bộ định tuyến phù hợp với các địa chỉ đích của gói tin Khi góitin truyền qua mạng, mỗi hop lần lượt kiểm tra lại gói tin và ấn định nó vào mộtFEC

Trong MPLS, việc ấn định một gói tin cụ thể vào một FEC được thựchiện một lần khi gói tin đi vào mạng FEC mà gói tin được ấn định được mã hoáthành một giá trị có độ dài cố định được gọi là nhãn Khi một gói tin được gửichuyển tiếp tới hop tiếp theo của nó, nhãn được gửi theo gói tin, như vậy các góitin được dán nhãn trước khi chúng được gửi chuyển tiếp

Tại các hop phía sau, không có những phân tích sâu hơn về mào đầu lớpmạng Đúng hơn là nhãn được sử dụng như chỉ số trong bảng mà nó xác địnhhop tiếp theo và nhãn mới Nhãn cũ được thay thế bằng một nhãn mới và gói tinđược gửi chuyển tiếp đến hop tiếp theo

Trong mô hình gửi chuyển tiếp MPLS, một khi một gói tin được ấn địnhvào một FEC thì không có bất cứ một phân tích mào đầu nào được các bộ địnhtuyến phía sau thực hiện Tất cả công việc gửi chuyển tiếp được điều khiển bằngcác nhãn Điều này có một số các ưu điểm so với việc gửi chuyển tiếp lớp mạngtruyền thống

- Việc gửi chuyển tiếp có thể được thực hiện bằng các tổng đài có khảnăng tìm kiếm và thay thế nhãn, nhưng không có khả năng phân tích mào đầulớp mạng hoặc không có khả năng phân tích mào đầu lớp mạng tại một tốc độxác định

- Kể từ lúc gói tin được ấn định vào một FEC khi nó đi vào mạng, bộ địnhtuyến đầu vào có thể sử dụng bất cứ thông tin nào mà nó có về gói tin cho dù là

các thông tin đó không thể lấy được từ mào đầu lớp mạng trong khi quyết địnhviệc ấn định Ví dụ, các gói tin tới các cổng khác nhau có thể được ấn định chocác FEC khác nhau Trong khi đó việc gửi chuyển tiếp truyền thống có thể chỉxem xét đến thông tin được mang theo cùng với gói tin trong mào đầu gói tin.

- Một gói tin đi vào mạng tại một bộ định tuyến cụ thể có thể được dánnhãn khác với một gói tin tương tự nhưng đi vào mạng tại một bộ định tuyếnkhác, kết quả là các quyết định gửi chuyển tiếp phụ thuộc vào bộ định tuyến lốivào Điều này không thể thực hiện được trong việc gửi chuyển tiếp truyền thống,khi mà bộ định tuyến lối vào của gói tin không được mang theo gói tin

- Những yếu tố quyết định xem liệu gói tin được ấn định cho một FECnhư thế nào có thể trở nên ngày càng phức tạp, nếu không có bất cứ một tácđộng nào vào các bộ định tuyến chỉ đơn thuần là gửi chuyển tiếp các gói tin dánnhãn

- Đôi khi chúng ta muốn bắt gói tin đi theo một tuyến đường xác định mà

đã được lựa chọn trước hoặc tại thời điểm gói tin đi vào mạng, hơn là tuyếnđường được lựa chọn bằng các thuật toán định tuyến động khi gói tin đi quamạng Điều này có thể được thực hiện như là vấn đề về chính sách hoặc để hỗtrợ điều khiển lưu lượng Trong gửi chuyển tiếp truyền thống, điều này đòi hỏigói tin phải mang bộ mã về tuyến đường của nó đi theo Trong MPLS, một nhãn

có thể được sử dụng để đại diện cho một tuyến đường vì thế nhận dạng củatuyến đường không cần phải mang theo trong gói tin

Một vài bộ định tuyến phân tích mào đầu lớp mạng của gói tin không phảiđơn thuẩn chỉ để lựa chọn hop tiếp theo mà còn để quyết định quyền ưu tiên vàCOS của gói tin Sau đó chúng có thể áp dụng các ngưỡng loại bỏ hoặc các lịchtrình khác nhau cho các gói tin khác nhau MPLS cho phép (nhưng không yêucầu) quyền ưu tiên hoặc CoS có thể được xác định hoàn toàn hoặc một phần từnhãn Trong trường hợp này, có thể nó rằng nhãn đại diện cho sự kết hợp củaFEC và quyền ưu tiên hoặc CoS

MPLS là Chuyển mạch nhãn đa giao thức, đa giao thức ở đây có nghĩa làcác công nghệ của nó có thể áp dụng trong bất cứ giao thức lớp mạng nào.Trong đề tài này chúng tôi chủ yếu tập trung vào giao thức IP.

Một bộ định tuyến hỗ trợ MPLS được gọi là bộ định tuyến chuyển mạchnhãn hay LSR

2 MPLS và các thành phần trong MPLS

I.1.1.1 MPLS

MPLS là một nhóm là việc IETF cung cấp các bản phác thảo, định tuyến,gửi chuyển tiếp và chuyển mạch các luồng lưu lượng qua mạng

MPLS thi hành các chức năng sau:

 Xác định cơ chế quản lý các luồng lưu lượng của các phần tử khácnhau, như các luồng lưu lượng giữa các phần cứng, các máy móc khác nhauhoặc thậm chí là 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 xắp 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 vàchuyển 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 mạchnhãn (LSP) Các đường chuyển mạch nhãn là dãy các nhãn tại mỗi nút và tại tất

cả các nút dọc theo tuyến đường từ nguồn tới đích LSP được thiết lập hoặc làtrước khi truyền dữ liệu hoặc trong khi dò luồng dữ liệu Các nhãn được phânphối sử dụng giao thức phân phối nhãn LDP hoặc RSVP hoặc dựa trên các giaothức định tuyến như giao thức BGP và OSPF mỗi gói dữ liệu nén và mang cácnhãn trong quá trình đi từ nguồn tới đích Chuyển mạch tốc độ cao có thể chấpnhận được vì các nhãn với độ dài cố định được chèn vào vị trí đầu của gói tinhoặc tế bào và có thể được phần cứng sử dụng để chuyển mạch các gói tin mộtcách nhanh chóng giữa các đường liên kết

II Các thành phần trong MPLS

1 Nhãn

Nhãn là một nhận dạng có ý nghĩa cục bộ với độ dài cố định và ngắn,được dùng để nhận dạng FEC Nhãn được gán vào một gói tin cụ thể sẽ đại diệncho FEC mà gói tin đó được ấn định

Thường thì một gói tin được ấn định cho một FEC (hoàn toàn hoặc mộtphần) dựa trên địa chỉ đích lớp mạng của nó Tuy nhiên nhãn không bao giờ là

mã hoá của địa chỉ đó

Nếu Ru và Rd là các LSR, chúng có thể thoả thuận khi Ru truyền gói tintới Rd, Ru sẽ dán cho gói tin nhãn có giá trị L nếu như gói tin là một thành viêntrong FEC F Do vậy, các bộ định tuyến có thể thoả thuận một sự kết hợp giữanhãn L và FEC F cho việc gửi gói tin từ Ru tới Rd Kết quả của quá trình thoảthuận này là L sẽ trở thành nhãn lối ra đại diện cho FEC F của Ru và là nhãn lốivào đại diện cho FEC F của Rd Chú ý rằng L không nhất thiết đại diện cho FEC

F cho bất cứ gói tin nào khác L là một giá trị tuỳ ý để kết hợp F một cách cục

bộ giữa Ru và Rd

Việc gửi gói tin ở trên từ Ru tới Rd không ngụ ý là gói tin sẽ xuất phát từ

Ru và đích của nó là Rd, nó bao gồm việc truyền gói tin tại một hoặc cả haiLSR

Đôi khi Rd rất khó thậm chí là không thể xác định được (khi có một góitin mang nhãn L tới) nhãn L được đặt trong gói tin là do Ru hay các LSR khác.Điển hình là trong trường hợp Ru và Rd không phải là hai LSR kết cận Trongtrường hợp này nó phải đảm bảo việc kết hợp nhãn với FEC là ánh xạ một - một.Nghĩa là Rd không được thoả thuận với Ru1 kết hợp nhãn L với FECF1 trongkhi cũng thoả thuận với Ru2 kết hợp nhãn L với FECF2 Ngoại trừ trường hợpkhi Rd nhận một gói tin dán nhãn L thì nó luôn có thể xác định được gói tinđược Ru1 hay Ru2 dán nhãn

Trách nhiệm của mỗi LSR là đảm bảo nó có thể làm rõ các nhãn lối vàocủa nó

2 LSR ngược và LSR xuôi

Xem rằng Ru và Rd thoả thuận kết hợp nhãn L với FEC F cho việc gửigói tin từ Ru tới Rd Sau đó về phương diện kết hợp, Ru là LSR ngược và Rd làLSR xuôi

Để có thể nói một nút là xuôi hay ngược với khía cạnh liên kết nghĩa làmột nhãn cụ thể đại diện cho một FEC cụ thể được truyền từ nút ngược tới nútxuôi Điều này không ngụ ý là các gói tin trong FEC được gửi từ nút ngược tớinút xuôi

3 Gói tin dán nhãn

Một gói tin dán nhãn là một gọi tin mà nhãn được mã hoá trong đó Trongmột vài trường hợp, nhãn nằm trong mào đầu của gói tin dành riêng cho mụcđích dán nhãn Trong các trường hợp khác, nhãn có thể dược đặt chung trongmào đầu lớp mạng và lớp liên kết dữ liệu miễn là ở đây có trường có thể dùngđược cho mục đích dán nhãn Công nghệ mã hoá được sử dụng phải phù hợp với

cả thực thể mã hoá nhãn và thực thể giải mã nhãn

4 Ấn định và phân phối nhãn

Trong kiến trúc MPLS, quyết định để kết hợp một nhãn L cụ thể với mộtFEC F cụ thể là do LSR xuôi thực hiện LSR xuôi sau khi kết hợp sẽ thông báovới LSR ngược về kết hợp đó Do vậy các nhãn là được LSR xuôi ấn định và cáckết hợp nhãn được phân phối theo hướng từ LSR xuôi tới LSR ngược

Nếu một LSR được thiết kế để cho nó chỉ có thể tìm kiếm các nhãn trongmột phạm vi cố định, thì khi đó nó đơn thuần chỉ cần đảm bảo rằng nó chỉ kếthợp các nhãn trong phạm vi này

5 Các thuộc tính của việc kết hợp nhãn

Việc kết hợp nhãn L với FEC F, được phân phối từ Rd tới Ru, có thể cócác thuộc tính liên kết Nếu Ru, đóng vai trò là LSR xuôi, cũng phân phối mộtkết hợp của một nhãn với FEC F, khi đó dưới điều kiện cụ thể, nó có thể cũngyêu cầu phân phối các thuộc tính đáp ứng mà nó nhận được từ Rd

Các giao thức phân phối nhãn

Một giao thức phân phối nhãn là một tập các thủ tục mà nhờ đó một LSRthông báo cho các LSR khác các kết hợp nhãn/FEC mà nó thực hiện Hai LSR

sử dụng giao thức phân phối nhãn để trao đổi thông tin kết hợp nhãn/FEC đượcgọi là hai LSR phân phối nhãn ngang cấp xét theo khía cạnh thông tin kết hợp

mà nó trao đổi Nếu hai LSR là hai LSR phân phối nhãn ngang cấp, chúng sẽ đềcập đến ‘label distribution adjacency’ giữa chúng

Chú ý rằng hai LSR có thể là hai LSR phân phối nhãn ngang cấp xét theophương diện một vài tập kết hợp nhưng sẽ không phải là hai LSR phân phốinhãn ngang cấp xét theo phương diện một vài tập kết hợp khác

Giao thức phân phối nhãn cũng bao gồm các thủ tục đàm phán mà haiLSR phân phối nhãn ngang cấp phải thực hiện để học các khả năng MPLS củanhau

Kiến trúc mạng không đòi hỏi chỉ có một giao thức phân phối nhãn.Trong thực tế, một số các giao thức phân phối nhãn đang được chuẩn hoá Cácgiao thức đã có đang được mở rộng để cho việc phân phối nhãn có thể thực hiệntrên nó(như [MPLS-BGP], [MPLS-RSVP], [MPLS-RSVP-TUNNELS]) Cácgiao thức mới cũng được định nghĩa cho mục đích phân phối nhãn như [MPLS-LDP], [MPLS-CR-LDP]

7 Công nghệ phân phối nhãn Downstream-on-demand và Unsolicited

Downstream

Trong kiến trúc MPLS cho phép một LSR yêu cầu trực tiếp việc kết hợpnhãn cho một FEC từ hop tiếp theo của FEC đó Công nghệ này được gọi làcông nghệ phân phối nhãn Downstream-on-Demand

Kiến trúc MPLS cũng cho phép một LSR phân phối các kết hợpnhãn/FEC của nó tới các LSR không yêu cầu các kết hợp đó Công nghệ nàyđược gọi là công nghệ phân phối nhãn unsolicited Downstream

Một vài nhà vận hành MPLS sẽ chỉ cung cấp cơ chế phân phối nhãnDownstream-on-Demand, một vài nhà vận hành khác chỉ cung cấp cơ chế phânphối nhãn unsolicited Downstream, và một số khác cung cấp cả hai Cơ chế nào

được cung cấp có thể phụ thuộc vào các đặc tính của các giao diện mà chúngđược các nhà vận hành hỗ trợ Tuy nhiên cả hai công nghệ này có thể được sửdụng trong cùng một mạng tại cùng một thời điểm Nhưng trong hai LSR kế cậnthì LSR xuôi và LSR ngược phải thoả thuận loại công nghệ nào được sử dụng.

8 Chế độ nhớ nhãn

Một LSR Ru có thể nhận hoặc đã nhận một kết hợp nhãn/FEC từ mộtLSR Rd, cho dù Rd không phải là hop tiếp theo của Ru với FEC đó Ru sau đólựa chọn xem liệu giữ các kết hợp như vậy hay loại bỏ những kết hợp đó Nếu

Ru giữ những kết hợp như vậy, sau đó nó có thể sử dụng kết hợp đó ngay lập tứckhi Rd trở thành hop tiếp theo của FEC đang xem xét Nếu Ru loại bỏ kết hợp

đó thì khi Rd trở thành hop tiếp theo của Ru thì kết hợp đó sẽ phải được thựchiện lại

Nếu một LSR hỗ trợ ‘chế độ nhớ nhãn tự do’, nó duy trì các kết hợp giữamột nhãn và một FEC nó nhận từ LSR không phải là hop tiếp theo của nó choFEC đó Nếu một LSR hỗ trợ ‘chế độ nhớ nhãn bảo thủ’, nó loại bỏ những kếthợp như vậy

‘Chế độ nhớ nhãn tự do’ cho phép tương thích nhanh hơn với những thayđổi trong định tuyến, nhưng ‘chế độ nhớ nhãn bảo thủ’ chỉ đòi hỏi LSR duy trì ítnhãn hơn nhiều

9 Tập nhãn

Trước đây, chúng ta thường cho rằng gói tin dán nhãn chỉ mang một nhãnduy nhất Nhưng chúng ta thấy rằng sẽ tiện ích hơn nhiều nếu có một mô hìnhtổng quan trong đó gói tin dán nhãn mang một số nhãn được tổ chức thành mộttập xắp xếp theo chế độ last-in, first-out Chúng ta gọi đó là tập nhãn

Mặc dù MPLS hỗ trợ hệ thống phân cấp nhưng xử lý gói tin dán nhãnhoàn toàn độc lập với cấp mạng Việc xử lý luôn dựa trên nhãn trên cùng của tậpnhãn mà không xem xét tới khả năng mà một vài nhãn khác có thể ở phía trênnhãn đó trước đây hoặc một số nhãn khác có thể nằm dưới nó tại thời điểm hiệntại

Một gói tin không dán nhãn có thể xem như là một gói tin có tập nhãnrỗng.

Nếu một tập nhãn của gói tin có độ lớn là m thì nhãn ở đáy của tập nhãn

là nhãn mức1, nhãn trên nó là nhãn mức 2 và nhãn ở trên cùng là nhãn mức m

Tiện ích của tập nhãn sẽ được làm rõ khi chúng ta xem xét đến khái niệmLSP Tunnel và hệ thống phân cấp MPLS

Lối vào gửi chuyển tiếp nhãn hop tiếp theo (NHLFE)

NHLFE được sử dụng khi gửi chuyển tiếp gói tin dán nhãn Nó bao gồmcác thông tin sau:

1 Hop tiếp theo của gói tin

2 Hoạt động thi hành trên tập nhãn của gói tin Nó là một trong các hoạtđộng sau:

- Thay thế nhãn trên cùng của tập nhãn bằng một nhãn mới

- Đẩy tập nhãn đi

- Thay thế nhãn trên cùng của tập nhãn bằng một nhãn mới sau đó đẩymột số nhãn mới vào tập nhãn

Ngoài ra nó còn gồm các hoạt động sau:

- đóng gói thông tin lớp liên kết dữ liệu để sử dụng khi truyền gói tin

- Hoạt động mã hoá tập nhãn khi truyền gói tin

- Các thông tin cần thiết để xắp xếp gói tin chính xác

Chú ý là với một LSR cho trước thì nó có thể nhận được gói tin mà hoptiếp theo chính là nó Trong trường hợp đấy nó sẽ đẩy nhãn trên cùng trong labelstack sau đó gửi gói tin đến chính nó Sau đó nó sẽ đưa ra quyết định gửi chuyểntiếp mới dựa trên những thông tin còn lại sau khi đẩy tập nhãn Khi đó có thể góitin vẫn là gói tin được dán nhãn hoặc có thể là gói tin IP thông thường Nghĩa làtrong một vài trường hợp LSR phải dựa vào mào đầu gói tin IP để gửi chuyểntiếp

Nếu hop tiếp theo của gói tin chính là LSR hiệnt tại thì hoạt động trên tậpnhãn lúc này phải là hoạt động đẩy tập nhãn

Cơ chế đổi nhãn sử dụng các thủ tục sau để gửi chuyển tiếp gói tin:

Để gửi gói tin đã dán nhãn LSR kiểm tra nhãn trên cùng trong tập nhãnsau đó dùng ILM để xắp xếp nó vào NHLFE Sau đó sử dụng thông tin trongNHLFE để quyết định dích gửi tiếp theo của gói tin đồng thời thực hiện các hoạtđộng trên tập nhãn Sau đó mã hoá tập nhãn mới vào gói tin và gửi đi

Để gửi gói tin chưa dán nhãn, LSR phân tích mào đầu lớp mạng để biếtFEC của gói tin Sử dụng FNT để xắp xếp nó vào NHLFE, sau đó sử dụng thôngtin trong NHLFE để quyết định nơi gửi gói tin đi đồng thời thực hiện các hoạtđộng trên tập nhãn(loại trừ hoạt động đẩy tập nhãn) Sau đó mã hoá tập nhãnmới vào gói tin và gửi đi

Chú ý là khi cơ chế đổi nhãn được sử dụng, thông tin về hop tiếp theoluôn luôn được lấy từ NHLFE, trong một vài trường hợp hop tiếp theo này khác

so với khái niệm hop tiếp theo khi MPLS không được áp dụng

Mục tiêu và tính duy nhất của nhãn

Một LSR Rd có thể kết hợp nhãn L1 với một FEC F, và phân phối kết hợp

đó tới LSR phân phối ngang cấp Ru1 Rd cung kết hợp nhãn L2 với FEC F vàgửi kết hợp này tới LSR phân phối ngang cấp Ru2 Liệu L1 có bằng L2 hay

không không phải là do kiến trúc mạng quyết định mà nó chỉ mạng ý nghĩa cụcbộ.

Một LSR Rd kết hợp L với FEC F1 sau đó gửi binding này tới LSR Ru1đồng thời kết hợp L với FEC F2 rồi gửi binding này cho LSR Ru2 Khi Rd nhậnđược gói tin dán nhãn L thì chỉ nếu như nó nhận biết đựoc gói tin được gửi từRu1 hay Ru2 thì khi đó kiến trúc mạng mới không đòi hỏi F1 bằng F2 Trongtrường hợp này Rd sử dụng các không gian nhãn khác nhau cho các nhãn gửi tớiRu1 và Ru2

Nhìn chung, Rd chỉ xác định được liệu Ru1 hay Ru2 đẩy nhãn L lên vị trítrên cùng của tập nhãn khi:

-Ru1 và Ru2 là các đơn vị phân phối nhãn ngang cấp được RD phân phốiliên kết của nhãn L và

Ru1 và Ru2 được kết nối trực tiếp với Rd qua giao diện liên kết điểm điểm

-Khi điều kiện được thoả mãn nó sử dụng các nhãn giới hạn cho từng giaodiện nghĩa là nó là duy nhất cho mỗi giao diện Khi đó ta nói LSR sử dụng "per-interface label space" Khi điều kiện này không có hiệu lực, các nhãn phải là duynhất với các LSR cấp phát chúng và chúng ta nói rằng LSR sử dụng "per-platform label space."

Nếu LSR Rd liên kết với LSR Ru qua hai giao diện điểm điểm, khi đó Rd

có thể phân phối kết hợp L với FEC F1 cũng như L với FEC F2, F1 khác F2 nếunhư mỗi kết hợp là hợp lệ cho các gói tin Ru gửi tới Rd qua một giao diện cụthể Trong các trường hợp khác, Rd không đựoc phân phối tới Ru các kết hợpcủa một nhãn với các FEC khác nhau

Trong MPLS không có khái niệm về các không gian khác nhau cho cáccấp khác nhau

Một câu hỏi được đặt ra là liệu có khả năng LSR sử dụng “multiple platform label spaces” hoặc ‘multiple per-interface label spaces’ cho cùng mộtgiao diện? Điều này không bị kiến trúc mạng ngăn cấm Tuy nhiên, trongtrường hợp này LSR phải có một vài phương tiện, không được định rõ trong

per-kiến trúc mạng, để xác định cho cho nhãn lối vào xem label space nào mà nhãnthuộc vào., Ví dụ, [MPLS-SHIM] chỉ rõ label space khác nhau được sử dụngcho gói tin unicast hơn là gói tin multicast, và sử dụng điểm mã lớp liên kết dữliệu để phân biệt hai label space khác nhau.

Đường chuyển mạch nhãn (LSP), LSP lối vào, LSP lối ra

“LSP mức m” cho một gói tin P là dãy các bộ định tuyến

<R1, R2, , Rn>

với các tính chất như sau:

1 R1: "LSP lối vào", là LSR đầu tiên đẩy nhãn vào trong tập nhãn của P,kết quả là tập nhãn có độ dài m

2 với 1<i<n, tập nhãn của P có độ dài m khi LSR Ri nhận nó

3 Trong thời gian P truyền từ R1 tới R[n-1] tập nhãn của gói tin P luôn có

độ dài m

4 Với 1<i<n, Ri truyền P tới R[i+1] bằng các phương tiện của MPLS, ví

dụ bằng cách sử dụng nhãn trên cùng trong tập nhãn (nhãn mức m) là chỉ số đểvào ILM

5 với 1<i<n, Nếu hệ thống S nhận được và gửi P sau khi P được Ritruyền đi nhưng trước khi Ri+1 nhận được Khi đó quyết định gửi chuyển tiếpcủa hệ thống S không dựa trên nhãn mức m hoặc dựa trên mào đầu lớp mạng.Điều này vì:

a Quyết định hoàn toàn không dựa trên tập nhãn và mào đầu lớp mạng

b Quyết định dựa trên tập nhãn mà trong đó các nhãn bổ xung đã đượcđẩy vào (ví dụ nhãn mức m+k, k>0)

Nói cách khác LSP mức m cho gói tin P giống như là dãy các bộ địnhtuyến mà

1 nó bắt đầu với LSR (LSP lối vào) đẩy nhãn mức m vào tập nhãn

2 Tất cả các LSR trung gian đưa ra quyết định gửi chuyển tiếp bằng việcchuyển mạch nhãn trên nhãn mức m

3 Nó kết thúc (tại LSP lối ra) khi quyết định gửi được tạo bởi chuyểnmạch nhãn trên nhãn mức m-k, ở đây k>0, hoặc khi quyết định gửi được tạo bởi

các thủ tục gửi chuyển tiếp non-MPLS thông thường Hệ quả của điều này là bất

cứ khi nào LSR đẩy nhãn vào gói tin đã dán nhãn, nó cần phải đảm bảo rằngnhãn mới phù hợp với FEC mà LSP lối ra của nó là LSR ấn định nhãn đang ở vịtrí thứ 2 trong tập nhãn

Chúng ta sẽ gọi dãy các LSR là "LSP cho một FEC F" nếu nó là một LSPmức m cho một gói tin cụ thể P thì nhãn mức m của gói tin P là nhãn tương ứngvới FEC F

Cân nhắc tập các nút mà nó có thể là nút LSP lối vào cho FEC F Khi đó ởđây có một LSP cho FEC F nó bắt đầu bằng một trong số các nút trên Nếu sốLSP này có cùng một LSP lối ra, khi đó xem xét một tập các LSP như vậy dướidạng hình cây mà gốc là LSP lối ra

Đẩy nhãn tại hop kề cuối

Theo như phần trên ta thấy rằng nếu dẫy <R1 Rn> là LSP mức m củagói tin P thì P có thể được truyền từ Rn-1 tới Rn với label stack có độ dài m-1.Khi đó label stack có thể đựoc đẩy đi từ LSR giáp cuối hơn là tại LSP lối ra

Từ cấu trúc tương ứng ta thấy rằng điều đó hoàn toàn phù hợp vì nhãnmức m để truyền gói tin tới Rn một khi Rn-1 quyết định gửi gói tin đến Rn thìnhãn không còn thực hiện chức năng nào nữa và không cần phải mang nó đinữa

Có những ưu điểm thiết thực khi thực hiện việc đẩy nhãn tại hop kề cuối.Nếu không thực hiện việc đẩy nhãn tại hop kề cuối thì khi LSP lối ra nhận đượcgói tin, đầu tiên nó sẽ tìm kiếm nhãn trên cùng và các quyết định đưa ra là kếtquả của quá trình tìm kiếm tại LSP lối ra Sau khi đẩy nhãn và kiểm tra nhữngthứ còn lại trong gói tin Nếu còn nhãn khác trong tập nhãn, LSP lối ra sẽ tìmkiếm nó và sau đó gửi chuyển tiếp gói tin dựa trên việc tìm kiếm này (trongtrường hợp này, LSR lối ra trong LSP mức m của gói tin chỉ là nút trung giancho LSP mức m-1 của nó) Nếu không có một nhãn nào khác trong tập nhãn thìkhi đó gói tin sẽ được gửi đi theo địa chỉ đích lớp mạng của nó Chú ý là điềunày đòi hỏi LSR lối ra phải thực hiện hai lần tìm kiếm, hoặc là hai lần tìm kiếmnhãn hoặc là một lần tìm kiếm nhãn theo sau là một lần tìm kiếm địa chỉ đích

Mặt khác nếu việc đẩy hop kề cuối được áp dụng, thì khi hop kề cuối tìmkiếm nhãn nó sẽ quuyết định:

 nó là hop giáp cuối và

 hop tiếp theo là hop nào

Nút giáp cuối sau đó đẩy nhãn trong tập nhãn và gửi gói tin dựa trênthôntg tin thu được bằng việc tìm kiếm nhãn trên cùng của tập nhãn Khi LSP lối

ra nhận được gói tin, nhãn ở trên cùng lúc này sẽ là nhãn cần tìm kiếm để đưa raquyết định gửi chuyển tiếp Hoặc nếu gói tin chỉ mang một nhãn đơn, LSP lối ra

sẽ đơn giản là xem gói tin lớp mạng, đó là việc mà nó cần làm để đưa ra quyếtđịnh gửi chuyển tiếp

Công nghệ này cho phép đầu ra thực hiện một lần tìm kiếm và cũng đòihỏi nút giáp cuối chỉ một lần tìm kiếm

Sự ra đời của việc gửi chuyển tiếp “fastpath” trong các sản phẩm chuyểnmạch nhãn có thể hỗ trợ nếu chỉ yêu cầu một lần tìm kiếm:

- Mã có thể đơn giảm nếu xem rằng chỉ cần một lần tìm kiếm

- Mã có thể được dựa trên quỹ thời gian mà một lần tìm kiếm đòi hỏi.Trên thực tế, khi việc đẩy nhãn tại hop kề cuối được thực hiện thì LSP lối

ra thậm chí không cần phải là một LSR

Tuy nhiên một vài thiết bị chuyển mạch phần cứng không có khả năngđẩy tập nhãn do đó việc này không đòi hỏi bắt buộc Ở đây cũng có một vài tìnhhuống mà việc đẩy tập nhãn là không thể chấp nhận Do đó nút kề cuối chỉ đẩytập nhãn nếu như nó được nút lối ra yêu cầu một cách rõ ràng, hoặc nếu như núttiếp theo trong LSP không hỗ trợ MPLS (Nếu nút tiếp theo trong LSP hỗ trợMPLS, nhưng không yêu cầu đẩy tập nhãn thì nút kề cuối không có cách nào đểbiết được rằng mình là nút kề cuối)

Một LSR có khả năng đẩy tập nhãn phải thực hiện công việc này khi đượcthiết bị phân phối nhãn ngang cấp xuôi của nó yêu cầu

Giàn xếp giao thức LDP ban đầu phải cho phép mỗi LSR biết được liệuLSR kế cận của mình có khả năng đẩy tập nhãn hay không Một LSR không

được yêu cầu LSR phân phối nhãn ngang cấp đẩy tập nhãn nếu như nó không cókhả năng đó.

Có một câu hỏi là liệu nút lối ra có thể làm sáng tỏ nhãn trên cùng của góitin nhận được một cách đúng đắn nếu việc đẩy nhãn tại hop kề cuối được sửdụng Miễn là qui tắc về tính duy nhất trong phần II.1.2.2.14 được tuân theo, thì

nó luôn làm sáng tỏ nhãn trên cùng của gói tin nhận được một cách chính xác

LSP hop tiếp theo

LSP hop tiếp theo cho một gói tin dán nhãn xác định trong một LSR xácđịnh là một LSR hop tiếp theo, được lựa chọn theo phưong pháp NHLFE sửdụng cho việc gửi chuyển tiếp gói tin

LSP hop tiếp theo cho một FEC xác định là hop tiếp theo được lựa chọntheo phương pháp NHLFE được nhãn đáp ứng với FEC đó ra dấu

Chú ý là LSP hop tiếp theo có thể khác với hop tiếp theo được sử dụngtrong thuật toán định tuyến lớp mạng Chúng ta sẽ sử dụng thuật nghữ L3 hoptiếp theo để đề cập đến LSP hop tiếp theo trong thuật toán định tuyến lớp mạng

Các nhãn lối vào không hợp lệ

LSR sẽ làm gì khi nhận một gói tin dán nhãn nhưng không có kết hợp chonhãn đó Khi đó nó có xu hướng nghĩ rằng các nhãn này có thể đã được loại bỏ,

và gói tin được gửi chuyển tiếp như một gói tin IP không dán nhãn Tuy nhiêntrong một vài trường hợp làm như vậy có thể gây ra lặp Nếu LSR ngược nghĩrằng nhãn được xắp xếp cho một tuyến xác định nhưng LSR xuôi lại không nghĩnhư vậy, và nếu như việc định tuyến hop by hop của các gói tin IP không dánnhãn mang gói tin trở về LSR ngược khi đó hiện tượng lặp xảy ra

Cũng có thể nhãn có xu hướng đại diện cho một tuyến đường mà nókhông thể phỏng đoán từ mào đầu IP

Do vậy, khi một gói tin dán nhãn được nhận với nhãn lối vào không hợp

lệ, nó bị loại bỏ, trừ khi nó được quyết định bằng một vài phương tiện để gửichuyển tiếp nó dưới dạng không dán nhãn mà không gây ra bất cứ tổn hại nào

Điều khiển LSP: Độc lập và theo chỉ dẫn

Một vài FEC đáp ứng với các tiền tố địa chỉ được phân phối qua một thuậttoán định tuyến động Thiết lập các LSP cho những FEC này có thể được thựchiện theo một hoặc hai cách: Điều khiển LSP độc lập và điều khiển LSP theo chỉdẫn

Điều khiển LSP độc lập: mỗi LSR, lưu ý rằng nó nhận biết một FEC cụthể, đưa ra những quyết định độc lập để liên kết nhãn với FEC đó và để phânphối liên kết đó tới các LSR ngang cấp Điều này phù hợp với công việc địnhtuyến gói tin IP; mỗi nút tạo ra một quyết định độc lập và dựa trên thuật toánđịnh tuyến để hội tụ một cách nhanh chóng nhằm đảm bảo mỗi gói tin đượcphân phát chính xác

Điều khiển LSP chỉ dẫn: LSR chỉ kết hợp một nhãn với một FEC xác địnhnếu nó là LSR lối ra cho FEC đó, hoặc nếu nó đã nhận được kết hợp nhãn choFEC đó từ hop tiếp theo của nó cho FEC đó

Nếu để đảm bảo việc truyền lưu lượng trong FEC theo một tính chất cụthể nào đó thì phải dùng điều khiển LSP theo chỉ dẫn Với tuyến đường xác địnhtrước, một vài LSR có thể bắt đầu chuyển mạch nhãn lưu lượng theo điều khiểnđộc lập, một vài LSR có thể chuyển mạch nhãn theo FEC trước khi LSP đượcthiết lập xong, và do đó một vài lưu lượng trong FEC có thể theo tuyến được màkhông tuân theo một số tính chất xác định trước Điều khiển có chỉ dẫn cũng cầnđược sử dụng nếu thừa nhận FEC là kết quả của việc thiết lập LSP tương ứng

Thiết lập LSP chỉ dẫn có thể khởi động từ LSP lối vào hoặc LSP lối ra.Điều khiển độc lập và theo chỉ dẫn có thể hoạt động tương hợp với nhau.Tuy nhiên, trừ khi tất cả các LSR trong cùng một LSP sử dụng điều khiển theochỉ dẫn thì hiệu quả của mạng lớn hơn nhiều so với điều khiển độc lập

Điều khiển độc lập và chỉ dẫn có thể cùng tồn tại, kiến trúc mạng chophép hai loại điều khiển này mang tính cục bộ Khi hai phương thức này hoạtđộng với nhau, một LSR cần phải hỗ phương thức này hoặc phương thức kia.Lựa chọn phương thức điều khiển độc lập hay điều khiển có chỉ dẫn không ảnhhưởng đến cơ chế phân phối nhãn

Thủ tục kết hợp

Có một cách để phân chia lưu lượng vào các FEC là tạo ra các FEC riêngbiệt cho mỗi tiền tố địa chỉ xuất hiện trong bảng định tuyến Tuy nhiên trongmột miền MPLS cụ thể, điều này có thể dẫn đến trong một tập các FEC tất cảcác lưu lượng trong các FEC này truyền theo cùng một tuyến đường Khi cáclưu lượng đầu vào có tiền tố địa chỉ khác nhau được định tuyến đến cùng một lối

ra giống nhau thì có những lựa chọn: Gán các nhãn khác nhau cho mỗi FECthành phần, hoặc gán một nhãn đơn cho toàn bộ và nhãn này được áp dụng chotất cả các lưu lượng đó

Thủ tục liên kết một nhãn đơn cho một tập các FEC được gọi là

“aggregation-kết hợp” Kiến trúc MPLS cho phép sử dụng thủ tục kết hợp Thủtục kết hợp thể giảm số nhãn cần thiết để xử lý một tập các gói tin cụ thể vàcũng giảm lưu lượng điều khiển phân phối nhãn cần thiết

Gán một tập các FEC được kết hợp vào một FEC đơn, Khi đó có thể

a Kết hợp chúng vào một FEC đơn

mà nó phân phối,và sau đó phân phối tập m nhãn, tương ứng với mức mịn của

Rd Không cần thiết phải đảm bảo các hoạt động là chính xác, nhưng kết quả làgiảm số nhãn do Ru phân phối, và Ru không thu được ưu điểm gì bằng việcphân phối một số lượng lớn các nhãn Quyết định liệu thực hiện điều này haykhông là vấn đề cục bộ

Nếu Ru ở kém mịn hơn Rd (Rd phải phân phối n nhãn cho tập các FECtrong khi Ru phải phân phối m nhãn ở đây n>m) Nó có hai sự lựa chọn:

- Nó có thể chấp nhận Rd mịn hơn Ru Điều này đỏi hỏi nó phải rútlại m nhãn mà nó phân phối và phân phối n nhãn Cách lựa chọn này này tốt hơn

- Nó có thể xắp xếp một cách đơn giản m nhãn vào một tập con nnhãn của Rd, nếu nó co óhể quyết định điều này sẽ thực hiện việc định tuyếntương tự Ví dụ, cho rằng Ru sử dụng một nhãn đơn cho tất cả các lưu lượng tớimột LSR lối ra trong khi Rd kết hợp một số nhãn khác nhau cho lưu lượng nàydựa theo các địa chỉ đích khác nhau của các gói tin Nếu Ru biết địa chỉ của bộđịnh tuyến lối ra và nếu Ru đã kết hợp một nhãn cho một FEC mà nó được nhậndạng nhờ địa chỉ đó thì sau đó Ru có thể áp sử dụng nhãn đó một cách đơn giản

Trong bất cứ trường hợp nào, tất cả các LSR cần phải biết độ mịn sử dụngcho các nhãn được ấn định Khi điều khiển theo chỉ dẫn được sử dụng, điều nàyđòi hỏi mỗi nút phải biết độ mịn cho FEC mà nó thoát khỏi mạng MPLS tại nút

đó Với điều khiển độc lập, các kết quả tốt nhất có thể thu được nhờ việc đảmbảo rằng tất cả các LSR được cấu hình một cách phù hợp để biết độ mịn cho mỗiFEC Tuy nhiên trong nhiều trường hợp điều này có thể thực hiện được bằngviệc sử dụng một mức mịn áp dụng cho tất cả các FEC

Lựa chọn tuyến

Lựa chọn tuyến ám chỉ phương pháp sử dụng cho việc lựa chọn LSP chomột FEC cụ thể Kiến trúc giao thức MPLS đề xuất hỗ trợ hai khả năng cho lựachọn tuyến: (1) định tuyến hop-by-hop và (2) định tuyến thẳng

Định tuyến hop-by-hop cho phép mỗi nút lựa chọn một cách độc lập hoptiếp theo cho mỗi FEC Đây là phương pháp thông thường hiện nay trong cácmạng IP hiện có Một LSP được định tuyến theo phương pháp hop-by-hop làmột LSP mà tuyến đường của nó được lựa chọn theo phương pháp định tuyếnhop-by-hop

Trong LSP được định tuyến theo phương pháp định tuyến thẳng, mỗi LSRkhông lựa chọn độc lập hop tiếp theo Đúng hơn là một LSR thường là LSP lốivào hoặc LSP lối ra sẽ chỉ định một vài(hoặc tất cả) các LSR trong LSP Nếu

một LSR chỉ định toàn bộ LSP, LSP là định tuyến thẳng hoàn toàn Còn nếuLSR chỉ định một vài LSR trong LSP thì LSP là định tuyến thẳng không hoàntoàn.

Dãy các LSR trong LSP định tuyến thảng có thể được chọn nhờ cấu hìnhhoặc có thể được lựa chọn động nhờ một nút đơn (ví dụ nút lối ra có thể tậndụng thông tin cấu hình topo thu được từ cơ sở dữ liệu trạng thái đường liên kết

để tính toán toàn bộ tuyến đường cho một cấu trúc cây kết thúc tại nút lối ra)

Việc định tuyến thẳng có thể hữu ích cho một số mục đích, như địnhtuyến chính sách hoặc phân tích lưu lượng Trong MPLS, định tuyến thẳng cầnphải được xác định tại thời điểm mà các nhãn đó được ấn định, nhưng tuyếnđường thẳng không nhất thiết phải được chỉ rõ với mỗi gói tin IP Điều này làmcho việc định tuyến thẳng MPLS hiệu quả hơn với cách định tuyến IP truyềnthống

Thiếu nhãn lối ra

Khi một gói tin đang di chuyển dọc theo một LSP, thỉnh thoảng có thểxảy ra trường hợp nó tới LSR mà ILM không xắp xếp nhãn lối vào của gói tinvào NHLFE, cho dù là nhãn lối vào là hợp lệ Điều này xảy ra là do điều kiệnhiện tại, hoặc do một lỗi tại LSR mà nó có thể là hop tiếp theo của gói tin

Trong trường hợp này nên bỏ toàn bộ tập nhãn và cố gắng gửi chuyển tiếpgói tin đi xa hơn thông qua việc gửi chuyển tiếp truyền thống, dựa trên mào đầugói tin lớp mạng Tuy nhiên, nó chung đây không phải là một thủ tục an toàn:

- Nếu gói tin theo một LSP được định tuyến thẳng, điều này có thểgây ra lặp

- Mào đầu lớp mạng của gói tin có thể không đủ thông tin để chophép LSR gửi chuyển tiếp nó một cách chính xác

Trừ khi nó có thể quyết định rằng không có hai tình huống như trên xảy

ra, thủ tục an toàn duy nhất là loại bỏ gói tin

Thời gian sống (TTL)

Trong gửi chuyển tiếp IP truyền thống, mỗi gói tin mang một giá trị TTLtrong mào đầu của nó Bất cứ khi nào một gói tin đi qua một bộ định tuyến, giá

trị TTL của nó giảm 1; nếu TTL tiến tới 0 trước khi gói tin tới đích, gói tin sẽ bịloại bỏ.

Điều này cung cấp một vài mức bảo vệ chống lại hiện tượng lặp trong gửichuyển tiếp mà nó có thể tồn tại do cấu hình sai, hoặc do lỗi hoặc sự hội tụ quáchậm của thuật toán định tuyến TTL thỉnh thoảng cũng dược sử dụng cho cácchức năng khác, như phạm vi áp dụng multicast, và hỗ trợ lệnh “traceroute”.Điều này ngụ ý là ở đây có hai vấn đề liên quan đến TTL mà MPLS phải giảiquyết: (1) TTL làmột cách để chặn hiện tượng lặp; (2) TTL là một cách để thựchiện các chức năng khác, như giới hạn phạm vi của gói tin

Khi một gói tin di chuyển dọc theo LSP, nó có giá trị TTL tương tự nhưkhi nó di chuyển theo dãy các bộ định tuyến như vậy không theo phương thứcchuyển mạch nhãn Nếu gói tin di chuyển dọc theo một hệ thống phân cấp củacác LSP, tổng số của các hop LSR được truyền qua sẽ phản ánh trong giá trịTTL khi nó ra khỏi hệ thống phân cấp của các LSP

Cách mà TTL được xử lý có thể biến đổi phụ thuộc vào liệu các giá trịnhãn MPLS được mang trong một mào đầu chèn thêm MPLS [MPLS-SHIM]hay là các nhãn MPLS được mang trong mào đầu L2 như mào đầu ATM[MPLS-ATM] hoặc mào đầu FrameRelay[MPLS-FRMRLY]

Nếu các giá trị nhãn được mã hoá trong mào đầu mở rộng mà nó nằmgiữa mào đầu lớp liên kết dữ liệu và mào đầu lớp mạng Mào đầu mở rộng nàyphải có trường TTL mà nó có thể được nạp ban đầu từ trường TTL trongmàođầu lớp mạng, phải được giảm giá trị tại mỗi hop LSR và phải được sao chépvào trường TTL trong mào đầulớp mạng khi gói tin ra khỏi LSP

Nếu giá trị nhãn được mã hoá trong mào đầu lớp liên kết dữ liệu (ví dụtrường VPI/VCI trong mào đầu AAL5 của ATM), và các gói tin dán nhãn đượcgửi chuyển tiếp bằng tổng đài L2 (ví dụ tổng đài ATM), và lớp liên kết dữliệu(lớp ATM) không có trường TTL tại mỗi hop thì khi đó nó sẽ không thểgiảm giá trị TTL tại mỗi hop Một đoạn LSP bao gồm một dãy các LSR không

có khả năng giảm TTL của gói tin sẽ gọi là đoạn LSP non-TTL

Khi một gói tin thoát khỏi đoạn LSP non-TTL, nó được đưa một giá trịTTL phản ánh số hop LSR mà nó đi qua Trong trường hợp unicast, điều này cóthể đạt được bằng việc truyền độ dài LSP tới nút lối vào, cho phép nút lối vàogiảm giá trị TTL trước khi gửi chuyển tiếp gói tin vào đoạn LSP non-TTL.

Đôi khi nó có thể được quyết định, trong lúc đi từ lối vào tới đoạn LSPnon-TTL, rằng TTL của một gói tin cụ thể sẽ hết hiêu lực trước khi gói tin tớiđược lối ra của đoạn LSP non-TTL đó Trong trường hợp này, LSR tại lối vàođoạn LSP non-TTL không được chuyển mạch nhãn gói tin Điều này có nghĩa làcác thủ tục đặt biệt phải được phát triển để hỗ trợ traceroute theo chức năng, ví

dụ, các gói tin traceroute có thể được gửi chuyển tiếp sử dụng việc gửi chuyểntiếp hop by hop truyền thống

Điều khiển lặp

Trong một đoạn LSP non-TTL, theo như việc định nghĩa, TTL không thểđược sử dụng để bảo vệ khỏi hiện tượng lặp trong gửi chuyển tiếp Tầm quantrọng của việc điều khiển lặp có thể phụ thuộc vào phần cứng đang được sửdụng để cung cấp các chức năng LSR dọc theo đoạn LSP non-TTL

Cho rằng phần cứng chuyển mạch ATM đang được sử dụng để cung cấpcác chức năng chuyển mạch MPLS, với một nhãn đang được mang trong trườngVPI/VCI Do phần cứng chuyển mạch ATM không thể giảm giá trị TTL, ở đâykhông có bảo vệ chống lại hiện tượng lặp Nếu phần cứng ATM có khả năngcung cấp quyền truy nhập công bằng tới bộ đệm cho các tế bào lối vào mang cácgiá trị VPI/VCI khác nhau, hiện tượng lặp này có thể gây ra những ảnh hưởng

có hại với các lưu lượng khác Nếu phần cứng ATM không thể cung cấp khảnăng truy cập bộ đệm công bằng loại này, thì thậm chí các vòng lặp ngắn cũng

có thể gây ra sự giảm sút nhanh chóng về toàn bộ chất lượng của các LSR

Cho dù là khả năng truy cập bộ đệm công bằng có thể được cung cấp, vẫnchẳng đáng giá chỉ để có một vài phương tiện phát hiện các vòng lặp diễn ra lâuhơn mức cho phép Tất cả các LSR gắn liền với các đoạn LSP non TTL bởi vậyđòi hỏi hỗ trợ công nghệ cho việc phát hiện lặp, tuy nhiên sử dụng công nghệphát hiện lặp là tuỳ chọn

Mã hoá nhãn

Để truyền tập nhãn theo gói tin, cần phải định nghĩa một phương thức mãhoá cụ thể của tập nhãn Kiến trúc hỗ trợ một vài cộng nghệ mã hoá, lựa chọncông nghệ nào phụ thuộc vào loại thiết bị được sử dụng để gửi chuyển tiếp góitin

III Phần mềm, phần cứng tuân thủ MPLS

Nếu sử dụng phần cứng và mềm MPLS để gửi chuyển tiếp gói tin dánnhãn, một cách để mã hóa tập nhãn là định nghĩa một giao thức mới được sửdụng như phần đệm giữa mào đầu lớp liên kết dữ liệu và mào đầu lớp mạng.Phần đệm này sẽ là phần đóng gói của gói tin lớp mạng Chúng ta sẽ đề cập nó

là “Generic MPLS Encapsulation” và được mô tả rõ trong [MPLS-SHIM]

IV Các tổng đài ATM đóng vai trò các LSR

Chú ý rằng các thủ tục gửi chuyển tiếp MPLS tương tự như các thủ tụctrong tổng đài chuyển mạch nhãn như tổng đài ATM Các tổng đài ATM sửdụng cổng lối vào và giá trị VPI/VCI như là chỉ số vào bảng “đấu nối chéo”, từ

đó chúng có thể thu được cổng lối ra và các giá trị VPI/VCI lối ra Do đó nếumột hoặc nhiều nhãn được mã hoá trực tiếp vào các trường mà chúng có thểđược các tổng đài này (với phần mềm nâng cấp phù hợp) truy cập, và sau đó cáctổng đài này có thể được sử dụng như các LSR Chúng ta gọi những thiết bị này

2 Mã hoá SVP: Sử dụng trường VPI để mã hoá nhãn trên cùng củatập nhãn, và VCI để mã hoá nhãn thứ hai của tập nhãn, nếu nó đang có mặt.Công nghệ này có một vài ưu điểm so với công nghệ trên, nó chấp nhận sử dụng

ATM “VP-switching” Do đó, LSP được xem như là ATM SVP và giao thứcphân phối nhãn được xem như giao thức báo hiệu ATM

Tuy nhiên, công nghệ này không thể sử dụng thường xuyên, nếu mạngbao gồm một đường ảo ATM qua mạng ATM không áp dụng MPLS, khi đótrường VPI không dùng được cho MPLS

Khi công nghệ mã hoá này được sử dụng, ATM-LSR tại lối ra của VP thihành hoạt động đẩy nhãn một cách hiệu quả

3 Mã hoá đa điểm SVP: Sử dụng trường VPI để mã hoá nhãn trêncùng trong tập nhãn, sử dụng một phần của trường VCI để mã hoá nhãn thứ 2trong tập nhãn và sử dụng phần còn lại của trường VCI để định nghĩa LSP lốivào Nếu công nghệ này được sử dụng, các khả năng chuyển mạch VP ATMtruyền thống có thể được sử dụng để cung cấp các VP Multipoint-to-point Các

tế bài từ các gói tin khác nhau sẽ mang các giá trị VCI khác nhau Như chúng ta

sẽ thấy trong phần 25, điều này cho phép chúng ta thực hiện việc hợp nhất nhãn

mà không gặp phải vấn đề chèn tế bào, trong các tổng đài ATM, chúng có thểcung cấp các VP multipoint-to-point, nhưng nó không có khả năng hợp nhất VC

Công nghệ này phụ thuộc vào sự tồn tại của khả năng cho việc ấn địnhcác giá trị VCI 16 bit vào mỗi tổng đài ATM như vậy không có giá trị VCI đơnđược ấn định cho hai tổng đài khác nhau (Nếu một số thích hợp các giá trị nhưvậy có thể được ấn định cho mỗi tổng đài, nó có thể cũng xem giá trị VCI nhưnhãn thứ hai trong tập nhãn.)

Nếu có nhiều nhãn trong tập nhãn hơn có thể được mã hoá trong mào đầuATM, Các phương thức mã hoá ATM phải được kết hợp với việc đóng gói góitin

Các hoạt động tương hỗ trong các công nghệ mã hoá

Nếu <R1,R2,R3> là một phân đoạn của LSP, Có thể R1 sẽ sử dụng dụngmột công nghệ để mã hoá tập nhãn khi truyền gói tin P tới R2, nhưng R2 sẽ sửdụng một phương thức mã hoá khác khi truyền gói tin P tới R3 Nói chung, kiếntrúc MPLS hỗ trợ các LSP với các phương thức mã hoá tập nhãn khác nhauđược sử dụng trong các hop khác nhau Do đó, khi chúng ta thảo luận về các thủ

tục cho việc xử lý một gói tin dán nhãn, chúng ta nói đến thuật ngữ viết tắt củahoạt động trên tập nhãn của gói tin Khi một gói tin dán nhãn được nhận., LSRphải giải mã nó để quyết định giá trị hiện thời của tập nhãn, sau đó phải tiếnhành xử lý trên tập nhãn để quyết định giá trị mới của tập nhãn, và sau đó mãhoá giá trị mới một cách thích hợp trước khi truyền gói tin đến hop tiếp theo.

Không may là các tổng đài ATM không có khả năng biên dịch từ mộtcông nghệ mã hoá này sang công nghệ mã hoá khác Kiến trúc MPLS bởi vậyđỏi hỏi bất cứ lúc nào khi hai tổng đài ATM có thể là hai LSR liên tiếp dọc theoLSP mức m của một vài gói tin thì chúng phải sử dụng cùng một công nghệ mãhoá

Ở đây sẽ có các mạng MPLS bao gồm sự kết hợp của các tổng đài ATMhoạt động như các LSR, và các LSR khác hoạt động sử dụng mào đầu chèn thêmMPLS Trong một mạng như vậy, có thể có một vài LSR có các giao diện ATMcũng như giao diện MPLS SHIM Đây là một ví dụ về một LSR với các cách mãhoá tập nhãn khác nhau trong các hop khác nhau Một LSR như vậy có thể đổitập nhãn được mã hoá ATM tại giao diện lối vào và thay thế bằng tập nhãn mãhoá mào đầu chèn thêm MPLS tại giao diện lối ra

Hợp nhất nhãn

Xem rằng một LSR kết hợp các nhãn lối vào với một FEC cụ thể Khi gửichuyển tiếp các gói tin trong FEC đó, nó muốn có một nhãn lối ra được áp dụngcho tất cả các gói tin đó Sự thật là hai gói tin khác nhau trong một FEC đến vớihai nhãn lối vào khác nhau là không liên quan tới nhau; mà lại muốn gửi chuyếntiếp chúng với cùng nhãn lối ra như nhau Khả năng để thực hiện việc này đượcgọi là “hợp nhất nhãn”

Một LSR có khả năng hợp nhất nhãn nếu nó có thể nhận được hai gói tin

từ hai giao diện lối vào khác nhau với các nhãn khác nhau, và gửi cả hai gói tin

ra cùng một giao diện lối ra với nhãn giống nhau Một khi các gói tin đượctruyền, thông tin mà chúng nhận từ các giao diện khác nhau với nhãn lối vàokhác nhau sẽ bị mất

Một LSR không có khả năng hợp nhất nhãn nếu có hai gói tin bất kỳ đến

từ các giao diện khác nhau, hoặc với các nhãn khác nhau, thì các gói tin phảihoặc là được truyền ra các giao diện khác nhau hoặc phải có các nhãn khácnhau ATM-LSR sử dụng phương thức mã hoá SVC hoặc SVP không có khảnăng hợp nhất nhãn Điều này sẽ được thảo luận chi tiết hơn trong phần sau

Một LSR không thể thi hành việc hợp nhất nhãn nếu hai gói tin trongcùng một FEC tới với các nhãn lối vào khác nhau, chúng phải được gửi chuyểntiếp với các nhãn lối ra khác nhau Với việc hợp nhất nhãn, số nhãn lối ra chomỗi FEC chỉ là 1 Nếu không có hợp nhất nhãn, số nhãn lối ra cho mối FEC cóthể bằng với số nút trong mạng

Với việc hợp nhất nhãn, số nhãn lối vào cho mỗi FEC mà một LSR cầnkhông bao giờ lớn hơn số LSR phân phối nhãn kế cận Không có hợp nhất nhãn,

số nhãn lối vào cho mỗi FEC mà một LSR cần bằng số nút ngược mà chúng gửilưu lượng trong FEC tới LSR Trong thực tế, một LSR thậm chí khó có thểquyết xem có bao nhiêu nhãn mà nó phải hỗ trợ cho một FEC

Kiến trúc MPLS cung cấp cả các LSR hợp nhất và không hợp nhất nhãnnhưng sự thật là nó cho phép có thể có LSR không hỗ trợ kết hợp nhãn Điềunày dẫn đến vấn đề về việc bảo đảm hoạt động chính xác giữa các LSR kết hợpnhãn và các LSR không kết hợp nhãn Vấn đề này có phần nào khác nhau trongtrường hợp của truyền gói tin trong trường hợp của ATM Các loại truyền thôngkhác nhau vì thế sẽ được thảo luận riêng rẽ

2 Các LSR không hợp nhất nhãn

Các thủ tục gửi chuyển tiếp MPLS tương tự như các thủ tục gửi chuyểntiếp được sử dụng bằng các công nghệ như ATM, Frame Relay Tức là, khi mộtđơn vị dữ liệu tới, một nhãn (VPI/VCI hoặc DLCI) được tìm kiếp trong bảngđấu nối chéo, dựa trên những cơ sở của việc tìm kiếm, cổng lối ra được lựachọn, và giá trị nhãn mới được ghi lại Trong thực tế, có thể sử dụng những côngnghệ như vậy cho việc gửi chuyển tiếp MPLS; Một giao thức phân phối nhãn cóthể được sử dụng như giao thức báo hiệu cho việc thiết lập các bảng đấu nốichéo

Không may là những công nghệ này không hỗ trợ đủ mức cần thiết chokhả năng hợp nhất nhãn Trong ATM, nếu cố gắng thi hành việc hợp nhất nhãn,kết quả có thể là hiện tượng chèn tế bào từ rất nhiều các gói tin khác nhau Nếucác tế bào từ các gói tin khác nhau bị chèn, không thể tập hợp lại gói tin Mộtvài tổng đài Frame Relay sử dụng chuyển mạch tế bào Những tổng đài nàycũng không thể hỗ trợ việc hợp nhất nhãn, cho cùng một lí do như vậy, các tếbào của các gói tin khác nhau có thể bị chèn, và không có cách nào để tập hợplại gói tin.

Chúng ta có hai giải pháp để giải quyết vấn đề này Thứ nhất, MPLS sẽgồm các thủ tục cho phép sử dụng các LSR không hợp nhất nhãn Thứ hai,MPLS sẽ hỗ trợ các thủ tục cho phép các tổng đài ATM thi hành chức năng nhưmột LSR có khả năng hợp nhất nhãn

Từ khi MPLS hỗ trợ cả LSR hợp nhất và không hợp nhất nhãn, MPLSbao gồm các thủ tục để đảm bảo hoạt động chính xác giữa chúng

3 Các nhãn cho các LSR hợp nhất và không hợp nhất nhãn

Một LSR ngược hỗ trợ việc hợp nhất nhãn cần phải gửi một nhãn cho mộtFEC Một ngược lân cận không hỗ trợ việc hợp nhất nhãn cần phải gửi nhiềunhãn cho một FEC Tuy nhiên, không có cách nào biết được trước bao nhiêunhãn nó cần Điều này phụ thuộc xem có bao nhiêu LSR là LSR ngược của nótrong khía cạnh FEC đang được bàn đến

Trong kiến trúc MPLS, nếu LSR ngược lân cận không hỗ trợ hợp nhấtnhãn, nó không được gửi bất cứ nhãn nào cho một FEC cụ thể trừ khi nó yêu cầuthẳng một nhãn cho FEC đó LSR ngược lân cận có thể đưa ra một vài yêu cầunhư vậy, và nhận được một nhãn mới cho mỗi lần Khi một LSR xuôi lân cậnnhận được một yêu cầu như vậy từ LSR ngược, và LSR xuôi lân cận không hỗtrợ khả năng hợp nhất nhãn, sau đó nó phải hỏi trở lại LSR ngược lân cận của nócho nhãn khác cho FEC đang được bàn đến

Có thể có một vài nút hỗ trợ hợp nhất nhãn, nhưng chỉ có thể hợp nhấtmột số giới hạn các nhãn lối vào thành một nhãn đơn lối ra Ví dụ vì một vàigiới hạn của phần cứng mà một nút có khả năng hợp nhất bốn nhãn lối vào