Nghiên cứu công nghệ chuyên mạch nhãn đa giao thức không dây WMPLS

TÒNG QUAN VÈ CÔNG NGHỆ CHUYÊN MẠ CHMục tiêu của chuyến mạch nhãn đưa ra nhằm cải thiện hiệu năng chuyến tiếpgói tin của các bộ định tuyến lõi qua việc sử dụng các chức năng gán và phân p

TR ƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

==£□ =====

ĐÒ ÁN

TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Đề tài:

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CHUYỀN MẠ

NHÃN ĐA GIA o THÚC KHÔNG DẲ Y WMPLS

Người hướng dẫn :T/;S NGUYỄN ANH QUỲNH

Sinh viên thực hiện : THÁI BÁ SÁNG

NGHỆ AN -01/2013

Bộ GIẢO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

BẢN NHẬN XÉT ĐÔ ÁN TÓT NGHIỆP

Giảng viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Anh Quỳnh

2 Nhận xét của cán hộ phản hiện:

Ngày tháng năm

Cán hộ phản hiện

MỤC L ỤC

Trang

LỜI NÓI ĐÂU i

TÓM TẮT ĐÔ ÁN TÓT NGHIỆP ii

DANH MỤC HÌNH VẼ iii

DANH MỤC BẢNG BIÊU iv

DANH MỤC BẢNG BIÉU iv

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT V CHƯƠNG 1: TỒNG QUAN VÈ CÔNG NGHỆ CHUYÊN MẠCH NHẨN ĐA GIA o THỬC MPLS 1

1.1 Giới thiệu chung về chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS 1

1.1.1 Khái niệm MPLS 1

1.1.2 Lý do ra đời 1

1.1.3 Đặc điểm MPLS 2

1.2 Các thành phần của MPLS 3

1.2.1 Các thiết bị trong mạng 3

1.2.2 Đường chuyển mạch nhãn LSP 4

1.2.3 Nhãn và các vấn đề liên quan 5

1.3 Hoạt động của MPLS 8

1.3.1 Hoạt động cơ bản 8

1.3.2 Định tuyến 9

1.3.3 Các chế độ hoạt động 11

1.4 Các giao thức trong MPLS 13

1.4.1 Giao thức phân bô nhãn LDP 13

1.4.2 Giao thức dành trước tài nguyên RSVP 20

1.5 Ket luận chương 1 25

CHƯƠNG 2: CÓNG NGHỆ CHUYÊN MẠ CH NHÃN ĐA GIA o THỨC KHÔNG DÂ Y w MPLS 26

2.1 Giới thiệu chung về IP di động 26

2.1.1 Xu hướng và thách thức 26

2.1.2 Định tuyến trong các mạng IP di động 27

2.2 Chuyên mạch nhãn đa giao thức không dây WMPLS 31

2.2.1 Nhu cầu phát triển của WMPLS 31

2.2.2 Cấu trúc gói tin WMPLS 31

2.2.3 Giao thức sử dụng trong WMPLS 33

2.2.4 Lựa chọn phổ tần cho WMPLS 36

2.2.5 Mạng MPLS di động 41

2.3 Kết luận chương 2 45

CHƯƠNG 3: QUẢN LÝ DI ĐỘNG CHO CÁC MẠNG WMPLS 46

3.1 Giới thiệu 46

3.2 Một số giải pháp liên quan 48

3.3 C huyến mạch nhãn đa giao thức MPLS di động Micro 49

3.3.1 Th ủ tục đăng ký trong MPLS di động Micro 50

3.3.2 H ỗ trợ chuyển giao trong MPLS di động Micro 51

3.3.3 Cá c cơ chế chuyến giao trong MPLS di động Micro 54

3.3.4 Phân tích và ước lượng hiệu suất 60

3.4 Kết luận chương 3 67

KÉT LUẬN 68

TÀ ỉ LIỆU THA M KHẢO 69

Đe đáp úng nhu cầu trao đổi thông tin ngày càng cao của xã hội thì các côngnghệ đã không ngùng phát triển Ngày càng có nhiều các dịch vụ mới và chất lượngdịch vụ cũng được yêu cầu cao hon Nhiều công nghệ mạng đã ra đời nhằm đáp ứngtốt nhất nhu cầu của khách hàng và giải quyết các vấn đề nảy sinh Trong số đóchúng ta phải kể đến công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS.

Công nghệ chuyến mạch nhãn đa giao thức MPLS là kết quả phát triến củanhiều công nghệ chuyển mạch IP sử dụng co chế hoán đổi nhãn như của ATM

Hiện nay, công nghệ mạng không dây đang có xu hướng phát triển rất mạnh

mẽ Do đó, việc mở rộng MPLS sang lĩnh vực không dây là một xu hướng tất yếu.Chuyến mạch nhãn đa giao thức không dây WMPLS đang là vấn đề được quan tâmnhiều hiện nay Với mong muốn tiếp cận công nghệ này nên em lựa chọn đề tài :

“ Nghiên cứu công nghệ chuyên mạch nhãn đa giao thức không dây WMPLS”

làm đồ án tốt nghiệp Đồ án bao gồm các nội dung chính sau :

Chưong 1: Tống quan về công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLSChưong 2: Công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức không dây WMPLSChương 3 : Quản lý di động cho các mạng WMPLS

Do công nghệ WMPLS còn tương đối mới, việc tìm hiếu các vấn đềWMPLS đòi hỏi phải có kiến thức sâu rộng và lâu dài Do vậy đồ án không tránhkhỏi những sai sót Rất mong nhận được sự phê bình, góp ý của các thầy cô giáo vàcác bạn

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Th.s Nguyễn Anh Quỳnh đã cung cấp

tài liệu, tận tình hướng dẫn về nội dung và phương pháp để em hoàn thành tốt đồ ánnày Xin trân trọng cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Điện Tử Viễn Thông đã

Đồ án đi này đi tìm hiếu tông quan về công nghệ chuyến mạch nhãn đa giaothức MPLS và xu huớng phát triến lên công nghệ WMPLS là công nghệ chuyếnmạch nhãn đa giao thức không dây WMPLS với những yêu cầu đuợc đặt ra nhu :

Độ tin cậy , giảm băng thông, giảm chi phí, loại bỏ các chu kì lập lệnh dài hạn vàcải thiện tốc độ truyền dẫn Đe hiếu rõ hơn về WMPLS thì chúng ta phải tìm hiếu

về cấu trúc gói tin , các giao thức, cách thức hoạt động và việc lựa chọn phổ tầncho WMPLS Trong đồ án còn tìm hiểu chi tiết về việc quản lí di động cho cácmạng WMPLS sử dụng chuyến mạch nhãn đa giao thức MPLS di động Micro

ABSTRACT

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Khuôn dạng tiêu đề nhãn MPLS 5Hình 1.2: cấu trúc ngăn xếp nhãn 6Hình 1.3: Định tuyến hiện 10

Hình 1.5: Khung MPLS với ATM là lóp liên kết dữ liệu 12Hình 1.6: Khung MPLS với FR là lóp liên kết dữ liệu 13Hình 1.7:Vị trí giao thức LDP trong bộ giao

thứcMPLS14Hình 1.8: Tiêu đề LDP 15Hình 1.9: Mã hoá TLV 16Hình 1.10: Khuôn dạng các bản tin LDP 16Hình 1.11: Các thực thể hoạt động RSVP 20Hình 1.12: Các bản tin PATH và RESV 21Hình 1.13: Nhãn phân phối trong bảng tin RESV 23Hình 2.1: Chức năng cơ bản mạng IP di động 29

Hình 2.2b: Tiêu đề WMPLS có trường Control và CRC 33Hình 2.3a: Mở rộng cho bản tin yêu cầu nhãn CR-LDP 34Hình 2.3b: Mở rộng cho bản tin liên kết nhãn CR-LDP

CMR Call-to-Mobility Ratio

Tỉ số tốc độ gói đến và tốc độ di

Cơ chế chuyển giao nhanh cho

WMPLS 33

Bảng 3.1: Bảng nhãn của LERG sau đăng ký 51Bảng 3.2:Bảng nhãn của một LER/FA sau khi chuyến giao trongLER 53Bảng 3.3:.Bảng nhãn của LERG sau khi chuyến giao ngoài LER

THUẬ T NGỮ VIẾT TẮT

MAC Media Access Controller

Bộ điều khiên truy nhập

Cơ chế cập nhật đăng ký cho IP

MMDS

UMTS

Phương thức truyền tải không

VI

CHƯƠNG 1 TÒNG QUAN VÈ CÔNG NGHỆ CHUYÊN MẠ CH

Mục tiêu của chuyến mạch nhãn đưa ra nhằm cải thiện hiệu năng chuyến tiếpgói tin của các bộ định tuyến lõi qua việc sử dụng các chức năng gán và phân phốinhãn gắn với các dịch vụ định tuyến lóp mạng khác nhau Thêm vào đó là lược đồphân phối nhãn hoàn toàn độc lập với quá trình chuyển mạch

Gọi là chuyến mạch nhãn vì nó sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn làm kỹ thuật

chuyến tiếp ở lóp bên dưới (lớp 2)

Gọi là đa giao thức vì MPLS có thể hỗ trợ nhiều giao thức lớp mạng (lóp 3),

không chỉ riêng ĨP

1.1.2 Lý do ra đòi

• Chức năng điểu khiến

Gồm các giao thức định tuyến lớp mạng có nhiệm vụ phân phối thông tingiữa các LSR và thủ tục gán nhãn đê chuyên thông tin định tuyên thành bảng địnhtuyến chuyển mạch nhãn

1.1.3 Đặc điểm MPLS

• Tốc độ và trễ

Với mạng chuyển mạch gói, các tham số hiệu năng cơ bản là tốc độ, tỷ lệmất gói, trễ và độ biến thiện trễ của luu luợng người sử dụng Cơ chế chuyển tiếp IPtruyền thống là quá chậm đế xử lý tải lưu lượng lớn trên mạng Internet toàn cầu haytrong các liên mạng Ngược lại với chuyển tiếp ĨP, chuyển mạch nhãn đạt được tốc

độ cao vì giá trị nhãn nhỏ được đặt ở tiêu đề của gói và được sử dụng để truy nhậpbảng chuyến tiếp tại bộ định tuyến, nghĩa là nhãn được sử dụng để tìm kiếm trongbảng định tuyến Việc tìm kiếm này chỉ yêu cầu một lần truy nhập tới bảng, khácvới truy nhập bảng định tuyến truyền thống, khi mà việc tìm kiếm có thể cần đếnhàng ngàn lần truy nhập Ket quả của hoạt động này là lưu lượng người sử dụngtrong gói sẽ được chuyến qua mạng nhanh hơn nhiều, đồng thời sự tích lũy trễ cũnggiảm được một cách đáng kế so với trong mạng IP truyền thống

• Jitter

Là sự thay đổi độ trễ của lưu lượng người sử dụng do việc chuyển gói tin quanhiều node trong mạng đế chuyên tới đích của nó Tại tùng node, địa chỉ đích tronggói phải được kiêm tra và so sánh với danh sách địa chỉ đích khả dụng trong bảngđịnh tuyến của node, do đó trễ và biến thiên trễ phụ thuộc vào số lượng gói vàkhoảng thời gian mà bảng tìm kiếm phải xử lý trong khoảng thời gian xác định Ketquả là tại node cuối cùng, Jitter là tống cộng tất cả các biến thiên độ trễ tại mỗi nodegiữa bên gửi và bên thu Với gói là thoại thì do Jitter cuộc thoại bị mất đi tính liêntục Do chuyển mạch nhãn hiệu quả hơn, lưu lượng người dùng được gửi qua mạngnhanh hơn và ít Jitter hơn so với định tuyến IP truyền thống

• Khả năng mở rộng mạng

Chuyên mạch nhãn không chỉ cung cấp các dịch vụ tốc độ cao mà nó còn có

người sử dụng mạng Chuyến mạch nhãn cung cấp giải pháp cho sự phát triếnnhanh chóng và xây dựng các mạng lớn bằng việc cho phép một lượng lớn các địachỉ IP được kết hợp với một hay vài nhãn Giải pháp này giảm đáng kể kích cỡ bảngđịa chỉ và cho phép bộ định tuyến hồ trợ nhiều người sử dụng hơn.

• Tỉnh đơn giản

Chuyên mạch nhãn là giao thức chuyến tiếp cơ bản, chuyến tiếp gói chỉ dựavào nhãn Do tách biệt giữa điều khiển và chuyển tiếp nên kỹ thuật điều khiển dùphức tạp cũng không ảnh hưởng đến hiệu quả của dòng lưu lượng người sử dụng

Cụ thê là, sau khi ràng buộc nhãn được thực hiện, các hoạt động chuyên mạch nhãn

để chuyển tiếp lưu lượng là đơn giản, có thế được thực hiện bằng phần mềm, bằngmạch tích hợp chuyên dụng hay bằng các bộ xử lý đặc biệt

• Sử (lụng tài nguyên

Các mạng chuyến mạch nhãn không cần nhiều tài nguyên mạng đê thực hiệncác công cụ điều khiên trong việc thiết lập các đường đi chuyến mạch nhãn cho lưulượng người sử dụng

• Điều khiến đường đi

Chuyển mạch nhãn cho phép các đường đi qua một liên mạng được điều khiểntốt hơn Nó cung cấp một công cụ đê bố trí các node và liên kết lưu lượng phù hợphơn, thuận lợi hơn, cũng như đưa ra chính xác các phân lớp lưu lượng (dựa trên cácyêu cầu về QoS) khác nhau của dịch vụ

1.2 Các thành phần của MPLS

thực hiện việc chuyến tiếp lưu lượng vào mạng MPLS sau khi đã thiết lập LSP nhờcác giao thức báo hiệu nhãn và phân bô lưu lượng trở lại mạng truy nhập tại lôi ra.

1.2.2 Đường chuyển mạch nhãn LSP

LSP: là một đường đi đê gói tin qua mạng chuyên mạch nhãn trọn vẹn từ

điếm bắt đầu dán nhãn đến điếm nhãn bị loại bỏ khỏi gói tin Các LSP đuợc thiếtlập trước khi truyền dữ liệu

Đường hầm LSP LSP từ đầu tới cuối đuợc gọi là đuờng hầm LSP, nó là

chuồi liên tiếp các đoạn LSP giữa hai node kề nhau Các đặc trung của đuờng hầmLSP, chang hạn nhu phân bố băng tần, đuợc xác định bởi sự thoả thuận giữa cácnode, nhưng sau khi đã thoả thuận, node lối vào (bắt đầu của LSP) xác định dònglưu luợng bằng việc chọn lựa nhãn của nó Khi lưu lượng được gửi qua đường hầm,các node trung gian không kiếm tra nội dung của tiêu đề mà chỉ kiêm tra nhãn Do

đó, phần lưu lượng còn lại được xuyên hầm qua LSP mà không phải kiểm tra Tạicuối đường hầm LSP, node lối ra loại bỏ nhãn và chuyến lưu lượng IP tới node IP

Có thế sử dụng các đường hầm LSP đế thực hiện các chính sách kỹ thuật lưulượng liên quan tới việc tối ưu hiệu năng mạng Chang hạn, các đường hầm LSP cóthế được di chuyển tự động hay thủ công ra khỏi vùng mạng bị lồi, tắc nghẽn, hay lànode mạng bị nghẽn cô chai Ngoài ra, nhiều đường hầm LSP song song có thếđược thiết lập giữa hai node, và lưu lượng giữa hai node đó có thế được chuyến vàotrong các đường hầm này theo các chính sách cục bộ

Trong mạng MPLS các LSP được thiết lập bằng một trong ba cách đó là:Định tuyến từng chặng, định tuyến hiện (ER) và định tuyến cưỡng bức (CR)

Một số khái niệm liên quan tới đường chuyến mạch nhãn là đường lên vàđường xuống

1.2.3 Nhãn và các vấn đề liên quan

1.2.3.1 Nhãn, ngăn xếp nhãn, không gian nhãn

Tiêu đề MPLS: MPLS định nghĩa một tiêu đề có độ dài 32 bit, được đặt

ngay sau tiêu đề lớp 2 và trước một tiêu đề lớp 3

• BS (Bottom of stack)

Bit này dùng để chỉ thị cho nhãn ở cuối ngăn xếp nhãn Nhãn ở đáy của

lặp vòng vô hạn TTL cũng có thế được sử dụng khi các nhà điều hành mạng muốngiấu cấu hình mạng nằm bên dưới.

Ngăn xếp nhãn là một tập các nhãn có thứ tự được chỉ định cho gói Việc xử

Không gian nhãn: Thuật ngữ không gian nhãn dùng đê chỉ ra cách thức mà

một nhãn được kết hợp với một LSR Có hai phương pháp đe phân nhãn giữa cácLSR, tương ứng với hai dạng không gian nhãn, đó là: không gian nhãn theo từnggiao diện và không gian nhãn theo từng node

Không gian nhãn theo tùng giao diện: Nhãn được kết hợp với một giao diện

nào đó trên một LSR, ví dụ như DS3 hoặc giao diện SONET Không gian nhãn loạinày thường được sử dụng với các mạng ATM và FR, trong đó các nhãn nhận dạng

Không gian nhãn theo tùng node (theo tất cả các giao diện): Ở đây, nhãn

đến được dùng chung cho tất cả các giao diện trên node Điều này có nghĩa là node(host hay router) phải ấn định nhãn trên tất cả các giao diện

1.2.3.2 Liên kết nhãn vói FEC

Khái niệm FEC: FEC là một nhóm các gói chia sẻ cùng yêu cầu chuyến tiếp

qua mạng Tất cả các gói trong một nhóm như vậy được cung cấp cùng cách chọnđường tới đích Dựa trên FEC, nhãn được thoả thuận giữa các LSR lân cận từ lốivào tới lối ra trong một vùng định tuyến, sau đó được sử dụng đế chuyến tiếp lưulượng qua mạng

Mỗi LSR xây dựng một bảng để xác định xem một gói phải được chuyển tiếpnhư thế nào Bảng này được gọi là co sở thông tin nhãn (LIB: Label IníbrmationBase), nó là tô hợp các liên kết nhãn với FEC

FEC phụ thuộc vào một số yếu tố, ít nhất là là địa chỉ ĨP và có thể là cả kiểulưu lượng trong gói (thoại, dữ liệu, fax )

Lý do dùng FEC: Thứ nhất, nó cho phép nhóm các gói vào các lớp Từ việc

nhóm này, giá trị FEC trong một gói có thể được dùng để thiết lập độ ưu tiên việc

xử lý các gói Thứ hai, FEC có thể được dùng đế hỗ trợ hiệu quả hoạt động QoS.

Việc kết hợp một FEC với một gói được thực hiện bằng cách sử dụng mộtnhãn đế định danh một FEC đặc trưng Với các lớp dịch vụ khác nhau, phải dùngcác FEC khác nhau và các nhãn liên kết khác nhau Trong một vài hệ thống, chỉ địachỉ đích IP mới được sử dụng đế định danh FEC đặc trưng

Các phuong pháp liên kết nhãa* Hoạt động liên kết nhãn xảy ra tại LSR,

một nhãn được kết hợp với một FEC Các phương pháp liên kết nhãn bao gồm:

đối với liên kết nhãn đường lên thì được thực hiện bởi LSR đường lên Thuật ngữ đườngxuống chỉ hướng từ nguồn đến đích, còn đường lên là từ đích đến nguồn.

1.3 Hoạt động của MPLS

1.3.1 Hoạt động cơ bản

Cơ chế chuyến tiếp của MPLS được thực hiện bằng cách tra cứu trong một

bảng LIB đã định trước (là ánh xạ giữa giá trị nhãn và các địa chỉ của bước tiếp

theo) Một PHB (Per Hop Behavior) có thế được xác định ở mồi LSR cho một FEC

nào đó PHB xác định mức ưu tiên khi xếp hàng gói tưong ứng với FEC và xác địnhchính sách hủy gói (khi nghẽn mạch)

Các gói tin có thể có cùng LER lối vào và ra nhưng FEC khác nhau Khi đó,chúng được đánh nhãn khác nhau, được sử lý theo PHB khác nhau ở các LSR, và cóthê được vận chuyên qua mạng theo các LSP khác nhau

FEC sẽ được chuyên qua miền MPLS theo một đường LSP Từng gói dữ liệu sẽđược xem như thuộc một FEC bằng cách sử dụng các nhãn cục bộ

MPLS thực hiện bốn bước sau đây để chuyển gói tin qua một miền MPLS:

• Bước 1-Báo hiệu

Với bất kỳ loại lưu lượng nào vào mạng MPLS, các bộ định tuyến sẽ xácđịnh một liên kết giữa nhãn với lớp chuyên tiếp FEC của lưu lượng đó Sau khi thựchiện thủ tục liên kết nhãn, mỗi bộ định tuyến sẽ tạo các mục trong bảng cơ sở thôngtin nhãn LIB Tiếp đó, MPLS thiết lập một đường chuyển mạch nhãn LSP và cáctham số QoS của nó

Đê thực hiện được bước 1 cân phải có hai giao thức cho phép trao đôi thôngtin giữa các bộ định tuyến là:

Các nhãn được gán cho các gói úng với FEC của nó Vì giá trị của nhãn chỉmang

tính cục bộ giữa hai bộ định tuyến kề nhau nên cần phải có cơ chế đảm bảo tính xuyênsuốt giữa các bộ định tuyến trên cùng LSP nhằm thống nhất về việc liên kết giá trị nhãnvới FEC Như vậy cân có một giao thức đê phân bô nhãn giữa các LSR

• Bước 2- Dán nhãn

Khi một gói đến bộ định tuyến LER đầu vào, LER sau khi xác định các tham

số QoS sẽ phân gói này vào một loại FEC, tương ứng với một LSP nào đó Sau đó,LER gán cho gói này một nhãn phù hợp và chuyển tiếp gói dữ liệu vào trong mạng.Neu LSP chưa có sẵn thì MPLS phải thiết lập một LSP mới như ở bước 1

• Bước 3- Vận chuyến gói dữ liệu

Sau khi đã vào trong mạng MPLS, tại mỗi LSR gói dữ liệu sẽ được xử lý nhưsau:

- Bỏ nhãn các gói đến và gán cho chúng một nhãn mới ở đầu ra (đổi nhãn)

- Chuyển tiếp gói dữ liệu đến LSR kế tiếp dọc theo LSP

• Bước 4- Tách nhãn

Bộ định tuyến biên LER ở đầu ra của miền MPLS sẽ cắt bỏ nhãn, phân tíchtiêu đề IP (hoặc xử lý nhãn tiếp theo trong ngăn xếp) và chuyển tiếp gói dữ liệu đóđến đích

1.3.2 Định tuyến

Khái niệm định tuyến trong mạng MPLS đề cập đến việc chọn LSP cho mộtFEC nào đó Nói chung các LSP có thế được thiết lập bằng một trong ba cách: Địnhtuyến từng chặng (hop-by-hop), định tuyến hiện (ER-Explicit Routing) hoặc địnhtuyến ràng buộc (CR-Constrained Routing) Dưới đây sẽ giới thiệu về các phươngpháp định tuyến này

1.3.2.1 Định tuyến từng chặng

Phương pháp định tuyến này hồ trợ vài ưu điếm của MPLS như chuyến mạchnhãn

nhanh, có thê dùng ngăn xếp nhãn và các xử lý khác nhau vói các FEC trên cùng mộttuyến Tuy nhiên, do có hạn chế về các tham số trong giao thức định tuyến nên địnhtuyến

từng chặng không hỗ trợ tốt xử lý lưu lượng và các chính sách quản trị

1.3.2.2 Định tuyến hiện (ER)

Định tuyến hiện tương tự với định tuyến nguồn Trong phương pháp nàykhông một node nào được cho phép lựa chọn chặng kế tiếp Thay vào đó một LSRđược lựa chọn trước, thường là LSR lối vào hay LSR lối ra, sẽ xác định danh sáchcác node mà ER-LSP đi qua Đường dẫn đã được xác định có thế là không tối ưu.Song do các tuyến có thể chọn trước nên định tuyến hiện cho phép đơn giản hóacông việc quản trị Dọc đường dẫn các tài nguyên có thế được đặt trước đế đảm bảo

Hình 1.3 Định tuyến hiện

Hình 1.3 thế hiện ví dụ về định tuyến hiện Các đường đi được xác định bắt

đầu tại bộ định tuyến lối vào A, sau đó tới B và D rồi ra tại F Trong trường hợp này

định tuyến hiện được mã hóa trong bản tin yêu cầu nhãn và có thế được thiết lậpbằng việc sử dụng các bản tin LDP

Cũng như các chức năng khác của MPLS, chức năng định tuyến hiện đượcchia làm hai phần là điều khiến và chuyến tiếp Thành phần điều khiến chịu trách

1.3.3.1 Định tuyến ràng buộc (CR)

Một thuật toán định tuyến có tính đến các yêu cầu về lưu lượng của nhiềuluồng và tài nguyên hiện có tại các node trong mạng được xem như định tuyến córàng buộc Khi sử dụng định tuyến này, mạng có thể biết được mức độ sử dụng mạnghiện tại, dung lượng còn lại của mạng và các dịch vụ được cam kết

Các tham số được tính đến trong định tuyến ràng buộc có thế là đặc tính liênkết (băng tần, trễ, w), hop count hay ỌoS Các LSP được thiết lập có thể là cácCR-LSP, trong đó các thông tin ràng buộc có thế là các chặng định tuyến hiện haycác yêu cầu ỌoS Các chặng định tuyến hiện chỉ ra đường đi nào được dùng Còn cácyêu cầu QoS chỉ ra các tuyến và các cơ chế xếp hàng hay lập lịch nào được sử dụngcho luồng lưu lượng

Khi sử dụng định tuyến ràng buộc, có thể một đường đi có cost tổng cộnglớn hơn nhưng chịu tải ít hơn sẽ được lựa chọn Tuy nhiên, trong khi định tuyếnràng buộc gia tăng hiệu năng mạng thì nó cũng bô sung thêm độ phức tạp trong việctính toán định tuyến vì đường dẫn được lựa chọn phải thoả mãn các yêu cầu QoScủa LSP

Định tuyến ràng buộc có thế được sử dụng cùng với MPLS để thiết lập cácLSP IETF đã định nghĩa thành phần CR-LDP đế làm cho việc thiết lập đường đidựa trên các ràng buộc trở nên thuận tiện hơn Giao thức này sẽ được trình bày cụthể trong phần 1.4

1.3.3 Các chế độ hoạt động

MPLS có thế hoạt động tương ứng với hai chế độ đó là:

Hình 1.4 Khung MPLS với PPP/Ethemet là lớp liên kết dữ liệu

Do nhãn MPLS được chèn thêm vào gói tin như vậy nên bộ định tuyến gửithông tin phải có phương tiện gì đó đế thông báo cho bộ định tuyến nhận biết rằnggói đang được gửi không phải là gói IP thuần mà là gói có nhãn (gói MPLS) Đethực hiện chức năng này, một số dạng giao thức mới được định nghĩa trên lóp 2.1.3.3.2 Chế độ tế bào

Chế độ tế bào là thuật ngữ được sử dụng khi chúng ta có một mạng cácchuyển mạch ATM hay mạng FR sử dụng MPLS trong mặt phang điều khiển đểhoán đối thông tin VCI/VPI thay cho việc sử dụng báo hiệu ATM hay báo hiệu FR

Tiêu đề IP Dữ liệu Gói tin IP

Hình 1.5 Khung MPLS với ATM là lớp liên kết dữ liệuTrong chế độ tế bào, nhãn được mã hoá trong các trường VPI/VCI hay DLCI(xem hình 1.5 và hình 1.6) Sau khi quá trình trao đối thông tin nhãn được thực hiệntrong mặt phang điều khiển, trong mặt phang chuyển tiếp, bộ định tuyến lối vàophân chia các gói vào trong các tế bào ATM, dán nhãn cho chúng và thực hiệntruyền Các ATM LSR trung gian xử lý các gói như một chuyến mạch ATM thôngthường-chúng chuyển tiếp tế bào dựa trên giá trị VPI/VCĨ và thông tin cổng vào.Cuối cùng, bộ định tuyến lối ra tống họp các tế bào trở lại thành gói

Hình 1.6 Khung MPLS với FR là lớp liên kết dữ liệu

1.4 Các giao thức trong MPL s

Tham gia vào quá trình truyền thông tin trong mạng MPLS có một số giaothức nhu LDP, RSVP, CR-LDP, MPLS-BGP Trong phần này chỉ đề cập đến haigiao thức co bản được sử dụng trong MPLS là CR-LDP và RSVP

1.4.1 Giao thức phân bố nhãn LDP

1.4 ĩ 1 Giói thiệu ch ung

0 15 31

Nhận dạng L DP Nhận dạng L DP

Advt: Phát hành LDP Notf: Bã n tin xác nhận

Hình 1.7 Vị trí giao thức LDP trong bộ giao thức MPLS

LDP định nghĩa 4 loại bản tin: Bản tin thăm dò, Bản tin phiên, Bản tin pháthành,

Bản tin thông báo Bốn loại bản tin này cũng nói lên chức năng mà nó thực hiện

• Bản tin thăm dò (Discovery)

Dùng để thông báo và duy trì sự có mặt của một LSR trong mạng Theo định

kỳ, LSR gửi bản tin Hello qua cổng UDP với địa chỉ multicast tới tất cả các bộ địnhtuyến trên mạng con

• Bản tin phiên (Sessiơn)

Đe thiết lập, duy trì và xoá các phiên giữa các LSR Hoạt động này yêu cầugửi các bản tin Initialization trên TCP Sau khi hoạt động này hoàn thành các LSR

LSR lân cận bất kỳ khi nào nó cần Nó cũng phát hành các liên kết nhãn bất cứ khinào nó muốn tới một đối tượng ngang cấp LDP nào đó sử dụng liên kết nhãn

• Phiên bản: Chỉ số phiên bản của giao thức, phiên bản đang sử dụng

hiện tại là phiên bản 1

• Độ dài PDU: Tống độ dài của PDU tính theo byte, ngoại trừ trường

Hình 1 8 Tiêu đề LDP

b) MãhóaTLV

LDP sử dụng lược đồ mã hoá kiểu-độ dài-giá trị TLV (Type-Length-Value)

được mã hoá thành một trường 2 byte trong đó sử dụng 14 bít đê đặc trưng chokiểu, và 2 bit (U, F) cho trường hợp LSR không nhận ra được kiểu, 2 byte tiếp theo

là trường độ dài và trường giá trị có độ dài thay đổi

• Bit F (Forward Unknown TLV): chuyến tiếp TLV không biết

Hình 1 9 Mã hoá TLV

Dựa trên bản tin nhận được, khi bit u có giá trị 0, LSR sẽ gửi thông báongược lại tới nơi phát và toàn bộ bản tin sẽ được bỏ qua Neu u có giá trị 1 thì mặc

dù không nhận ra kiểu, LSR không cần gủ'i thông báo phản hồi lại phía phát và vẫn

xử lý phần còn lại của bản tin như thể là bản tin chưa biết kiểu này không tồn tại

kiểu này được truyền đi Nếu bít F bằng 0 thì bản tin chưa biết kiếu sẽ khôngchuyến đi cùng bản tin LDP chứa nó và nếu bit F=1 thì bản tin chưa biết kiếu sẽ

Hình 1.10 Khuôn dạng các bản tin LDP

• Bỉt U: bit bản tin chưa biết, liên quan đến bản tin chưa biết kiểu Neu

không thê được thông dịch bởi phía nhận, lúc đó bản tin bị bỏ qua mà không cóphản hồi

thông số bắt buộc và các thông số tuỳ chọn

có thế được sử dụng đế kết hợp các bản tin Thông báo với một bản tin khác.

LDP

theo TLV, nhưng các đặc tả LDP không phải luôn luôn sử dụng lược đồ TLV Nókhông được sử dụng khi nó không cần thiết và sự sử dụng nó khi đó sẽ gây lãng phíkhông gian Chang hạn không cần thiết phải sử dụng khuôn dạng TLV nếu chiềudài của giá trị là cố định hay kiểu của giá trị đã được biết và không phải chỉ địnhmột nhận dạng kiểu

d) Một số bản tin LDP

Bản tín Hello

Bản tin Hello (Chào hỏi) được trao đổi giữa hai LSR ngang cấp trong mộtphiên phát hiện LDP Một LSR lưu giữ bản ghi của các bản tin Hello được gửi từcác LSR ngang cấp khác Các cặp LSR thương lượng thời gian lưu giữ dùng cho

Các bản tin Label Mapping (Liên kết nhãn) được sử dụng đế quảng bá liên kếtgiữa FEC (tiền tố điạ chỉ) và nhãn Bản tin Label Withdraw (Thu hồi nhãn) thực hiệnquá

trình ngược lại: nó được sử dụng đế xoá bỏ liên kết vừa thực hiện Bản tin này được sửdụng khi có sự thay đôi trong bảng định tuyến (thay đôi tiền tố địa chỉ) hay thay đôitrong

cấu hình LSR làm tạm dừng việc chuyến nhãn các gói trong FEC đó

Bản tín Label Request (\ều cầu nhãn)

Trong chế độ hoạt động gán nhãn theo yêu cầu, LSR đường lên sẽ yêu cầuLSR đường xuống gán và quảng bá nhãn bằng cách sử dụng bản tin LabelRequest

Bản tín Label Request Abord

Neu bản tin Label Request cần phải hủy bỏ trước khi được chấp nhận (do nút

kế tiếp trong FEC yêu cầu đã thay đổi) thì LSR yêu cầu sẽ hủy bỏ yêu cầu với bảntin Label Request Abord (Hủy bỏ yêu cầu nhãn)

Bản tín Label Release:

Bản tin này được LSR sử dụng khi nó nhận được liên kết nhãn không còncần thiết nữa Điều này thường xảy ra khi LSR nhận thấy nút tiếp theo cho FECkhông phải là LSR quảng bá liên kết nhãn tương ứng

1.4.1.3 Thủ tục thăm dò LSR lân cận

Thủ tục phát hiện LSR lân cận của LDP chạy trên UDP thực hiện như sau(hình 1.11):

• Một LSR định kỳ gửi bản tin Hello tới các cổng UDP đã biết trong tất

cả các bộ định tuyến trong mạng con của nhóm multicast

LSR định kỳ gửi bản tin Hello trên UDP đến địa chỉ IP đã được khai báo khilập cấu hình Phía nhận bản tin này có thế trả lời lại bằng bản tin HELLO kháctruyền một chiều ngược lại đến LSR gửi và việc thiết lập các phiên LDP được thựchiện như trên.

Thông thường trường hợp này hay được áp dụng khi giữa hai LSR có mộtđường LSP cho điều khiển lưu lượng và nó yêu cầu phải gửi các gói có nhãn quađường LSP đó

1.4.1.4 Giao th ức CR-LDP

Giao thức CR-LDP được sử dụng để điều khiển cưỡng bức LDP Giao thứcnày là phần mở rộng của LDP cho quá trình định tuyến cưỡng bức của LSP Cũnggiống như LDP, nó sử dụng các phiên TCP giữa các LSR đồng cấp đế gửi các bảntin phân phối nhãn

Một hệ thống hỗ trợ định tuyến cưỡng bức cần đảm bảo các yêu cầu sau: thứnhất, nút nguồn cần biết cấu hình mạng Thứ hai, nguồn cần biết các thuộc tính củaliên kết trong mạng Thứ ba, hệ thống có hỗ trợ định tuyến hiện Thứ tư, giống nhưtuyến được thiết lập giữa nút nguồn và nút đích, sự dành riêng tài nguyên có thể xảy

ra và trạng thái thuộc tính của đường liên kết phải được cập nhật liên tục Như vậy,

đê hỗ trợ định tuyến cưỡng bức ngoài một số điều kiện khống chế về băng thông,khoảng cách quản lý còn cần có khả năng định tuyến hiện (hoặc định tuyến nguồn)

Để xác nhận thông tin tài nguyên dành riêng theo LSR, CR-LDP tạo thêm

đối tượng mới “tham số điều khiển luu luợng” gồm 6 tham số: Tốc độ số liệu đỉnh,

kích thước số liệu bùng phát, tốc độ số liệu ngẫu nhiên, kích thước lớn quá hạn, tần

số và trọng số Hai tham số đầu định nghĩa về số lượng lớn nhất của lưu lượng trongLSP Hai tham số sau định nghĩa về số lượng lưu lượng Tần số chỉ ra khoảng thờigian LSP đạt được cung cấp độ rộng băng của LSR và trọng số được dùng để xácđịnh độ rộng băng trên CDR, phân chia theo LSP

hoàn toàn do LSR tính toán xác định tuyến Và như đã trình bày ở trên, đây chính làchức năng cần thiết đế hỗ trợ định tuyến cưỡng bức.

1.4.2 Giao thức dành trước tài nguyên RSVP

1.4.2.1 Giói thiệu ch ung

Giao thức dành trước tài nguyên RSVP được mô tả chi tiết trong các RFC2205/3209 Như tên gọi của nó, giao thức dành trước tài nguyên (RSVP) dùng đểdành trước các tài nguyên cho một phiên làm việc (dòng lưu lượng) trong mạngInternet Khía cạnh này của Internet là một điều khá đặc biệt vì hơi khác những gìchúng ta được biết - Internet cung cấp các dịch vụ nỗ lực cao nhất, không liên quanđến những yêu cầu xác định trước cho ứng dụng người dùng

Cần nhớ rằng IP là giao thức phi kết nối, nó không thiết lập trước đường

đi cho các dòng lưu lượng, trong khi đó RSVP thiết lập trước những đường đinày và đảm bảo cung cấp đủ băng thông cho chúng RSVP không cung cấp cáchoạt động định tuyến mà sử dụng IPv4 hay IPv6 như là cơ chế truyền tải giốngnhư cách mà các giao thức bản tin điều khiến Internet ICMP và giao thức bản tinnhóm Internet IGMP hoạt động

RSVP yêu cầu phía thu đưa ra tham số QoS cho dòng lưu lượng Các ứngdụng phía thu phải xác định bản ghi QoS và chuyên tới RSVP Sau khi phân tíchcác yêu cầu này, RSVP gửi các yêu cầu tới tất cả các nút tham gia trong việc vậnchuyển dòng lưu lượng Như thể hiện trong hình 1.12, chất lượng dịch vụ của một

Hình 1.11 Các thực thể hoạt động RSVP

Bộ phân loại : xác định lóp QoS (và có thể là đường đi) cho mỗi gói, dựa

trên sự kiếm tra tiêu đề lớp vận chuyên và lớp IP Với mỗi giao diện đầu ra, bộ lập

lịch gói hay một cơ chế phụ thuộc lớp liên kết dữ liệu nào khác sẽ đảm bảo đạt được

giá trị QoS như đã cam kết Bộ lập lịch gói thực hiện các mô hình dịch vụ QoSđược định nghĩa bởi nhóm làm việc dịch vụ tích hợp IntServ

Như đã chỉ ra trong hình 1.12, quá trình RSVP chuyển các yêu cầu QoS tới

hai khối quyết định tại chỗ là Điều khiến chấp nhận và Điều khiến chính sách Điều

khiến chấp nhận xác định xem nút có đủ tài nguyên đê cung cấp cho dòng lưu lượngvới mức ỌoS được yêu cầu hay không Điều khiến chính sách xác định xem mộtdòng lun lượng có được cho phép theo các quy tắc quản lý hay không, chẳng hạnnhư địa chỉ IP hay nhận dạng giao thức nào đó được hay không được phép dànhtrước băng thông

Trong quá trình thiết lập việc dành trước tài nguyên, nếu xảy ra trường họp

1.4.2.2 Các bản tin chỉnh của RSVP

RSVP sử dụng hai bản tin cơ bản là bản tin PATH và bản tin RESV

Hình 1.12 Các bản tin PATH và RESVCác hoạt động RSVP được bắt đầu bằng bản tin PATH Nó được sử dụng bởiphía gửi đế thiết lập đường đi cho phiên (dòng lưu lượng) Một phiên RSVP đượcxác định bởi địa chỉ IP đích (DestAddress), nhận dạng giao thức IP (ProtocolĩP) vànhận dạng cổng đích

Các bản tin RESV được gửi bởi phía nhận và chúng cho phép phía gửi cũng

Đường đi của bản tin RESV giống với đường đi của bản tin PATH nhưngtheo chiều ngược lại.

Các trường bên trong bản tin RSVP được gọi là đối tượng Từ khi ra đời,nhiều đối tượng đã liên tục được bố sung Chúng ta sẽ đề cập đến những đối tượngtrong các bản tin RSVP liên quan đến MPLS trong phần tiếp theo

ĩ.4.2.3 MPLS hỗ trợ RSVP

Mục tiêu đầu tiên của việc hỗ trợ RSVP vào MPLS là cho phép các LSR dựavào việc phân loại gói tin theo nhãn chứ không phải theo mào đầu IP đế nhận biếtcác gói tin thuộc các luồng của cống dành riêng Nói cách khác, cần phải tạo và kếthợp các luồng và các nhãn cho các luồng có các cống dành riêng RSVP Chúng ta

có thế xem một tập hợp các gói tin tạo ra bởi cống dành riêng RSVP như là mộttrường hợp riêng khác của FEC

Điều này trở nên khá dễ dàng để kết họp các nhãn với các luồng dành riêngtrong RSVP, ít nhất là với unicast (đơn hướng) Chúng ta định nghĩa một đối tượngRSVP mới là đối tượng LABEL được mang trong bản tin RSVP RESV Khi mộtLSR muốn gửi bản tin RESV cho một luồng RSVP mới, LSR cấp phát một nhãn từtrong tập nhãn rỗi, tại một lối vào trong LFIB của nó với nhãn lối vào được đặt chonhãn cấp phát, và gửi đi bản tin RESV có chứa nhãn này Chú ý là các bản tinRESV truyền từ bộ nhận tới bộ gửi là dưới dạng cấp phát nhãn xuôi

Khi nhận được bản tin RESV chứa đối tượng LABEL, một LSR thiếtlập LFIB của nó với nhãn này là nhãn lối ra Sau đó nó cấp phát một nhãn đê

sử dụng như là nhãn lối vào và chèn nó vào bản tin RESV trước khi gửi nó đi

Rõ ràng là, khi các bản tin RESV truyền đến LSR ngược thì LSP được thiếtlập dọc theo tuyến đường Cũng chú ý là, khi các nhãn được cung cấp trongcác bản tin RESV, mỗi LSR có thế dễ dàng kết hợp các tài nguyên ỌoS phùhợp với LSP Hình 1.14 minh hoạ quá trình trao đôi này Trong trường hợpnày chúng ta giả sử các máy chủ không tham dự vào việc phân phối nhãn

từ HI tới H2 với số công nguồn, đích thích hợp và số giao thức giao vận thíchhợp) tới Rl, RI phân biệt nó bằng các thông tin mào đầu IP và lớp truyền tải

để tạo ra QoS thích hợp cho cổng dành riêng ví dụ như đặc điểm và hàng đợicác gói tin trong hàng đợi lối ra Nói cách khác, nó thực hiện các chức năngcủa một bộ định tuyến tích hợp dịch vụ sử dụng RSVP Hơn nữa, LSR-R1 đưamào đầu nhãn vào các gói tin và chèn giá trị nhãn lối ra là M trước khi gửichuyến tiếp gói tin tới LSR-R2

Khi LSR-R2 nhận gói tin mang nhãn M, nó tìm kiếm nhãn đó trong LFIB vàtìm tất cả các trạng thái liên quan đến ỌoS đế xem kiếm soát luồng, xếp hàng đợi

lớp truyền tải Sau đó R2 thay thế nhãn trên gói tin với một nhãn lối ra từ LFIB của

Hình 1.13 Nhãn phân phối trong bảng tin RESVLưu ý rằng, do việc tạo ra nhãn kết hợp được điều khiển bởi các bản tinRSVP vì vậy việc kết họp được điều khiển như trong các môi trường khác củaMPLS Đây cũng là một ví dụ chứng tỏ việc mang thông tin kết hợp nhãn trên mộtgiao thức có sẵn không cần một giao thức riêng như LDP

Một kết quả quan trọng của việc thiết lập một LSP cho một luồng với cốngdành riêng RSVP là chỉ có bộ định tuyến đầu tiên trong LSP mà trong ví dụ trên làLSR-R1 liên quan tới việc xem xét các gói tin thuộc luồng dành riêng nào Điều nàycho phép RSVP được áp dụng trong môi trường MPLS theo cách mà nó không thểthực hiện được trong mạng IP truyền thống Theo qui ước, các cổng dành riêngRSVP có the chỉ tạo cho những luồng ứng dụng riêng lẻ, tức là những luồng đượcxác định nhờ các trường mào đầu Tuy nhiên, có thể đặt cấu hình LSR-R1 đế lựa

có một LSP cho mỗi luồng ứng dụng riêng, một LSP có thể cung cấp QoS chonhiều luồng liru lượng Một ứng dụng của khả năng này là có thê cung cấp “đườngống” với băng thông đảm bảo từ một điểm này tới một điểm khác Khả năng nàycũng hữu ích cho mục đích điều khiến lưu lượng, ở đây một lưu lượng lớn cần đượcgửi dọc theo các LSP với băng thông đủ đế tải lưu lượng.

Để hồ trợ một số cách sử dụng RSVP mở rộng, MPLS định nghĩa một đốitượng RSVP mới có thế mang trong bản tin PATH là: đối tượng

LABEL REQUEST Đối tượng này thực hiện hai chức năng Thứ nhất, nó được sử

dụng đế thông báo cho một LSR tại phía cuối của LSP gửi RESV trở về đế thiết lập

LSP Điều này hữu ích cho việc thiết lập các LSP Site-to-Site Thứ hai, khi LSP

được thiết lập cho một tập các gói tin, không chỉ là một luồng ứng dụng riêng, đốitượng chứa một trường đê xác định giao thức lớp cao hơn sẽ sử dụng LSP Trườngnày được sử dụng tương tự như mã phân kênh để xác định giao thức lớp cao hơn(IPv4, IPX, v.v ), vì vậy sẽ không có trường phân kênh trong mào đầu MPLS nữa

Do vậy, một LSP có thế cần được thiết lập cho mỗi giao thức lớp cao hơn nhưng ởđây không giới hạn những giao thức nào được hỗ trợ Đặc biệt, không yêu cầu cácgói tin mang trong LSP được thiết lập sử dụng RSVP phải là các gói tin IP

1.4.2.4 RSVP và khả năng mở rộng

Một trong những điều chắc chắn về RSVP là nó có thế chịu tốn thất vềkhả năng mở rộng ở một mức nào đấy Trong thực tế, đặc tính này khôngchính xác hoàn toàn RSVP khởi đầu được thiết kế đế hồ trợ dự trữ tài nguyêncho các luồng ứng dụng riêng và đây là nhiệm vụ với những thách thức về khảnăng mở rộng vốn có

Nói chung thuật ngữ này được sử dụng đế chỉ giới hạn sử dụng tài nguyêntăng nhanh như thế nào khi mạng tăng trưởng Ví dụ, trong mạng IP quy mô lớnnhư mạng xương sống, chúng ta có thể quan tâm đến việc liệu một bảng định tuyến

sẽ chiếm bộ nhớ của bộ định tuyến lớn đến mức nào, khả năng bộ xử lý và băngthông liên kết ra sao Vì thế, bảng định tuyến tăng chậm hơn nhiều so với số người

nguyên tại một vài tốc độ trung bình, vì thế số tài nguyên dự trữ được tạo ra trênmạng quy mô lớn có khả năng tăng nhanh bằng số người sử dụng của mạng Điềunày sẽ dẫn đến chi phí lớn nếu mồi bộ định tuyến phải lưu trữ trạng thái và tiếntrình một vài bản tin cho cho luồng ứng dụng riêng.

Nói tóm lại, sẽ chính xác hơn nếu nói rằng mức dự trữ tài nguyên cho cácluồng ứng dụng là kém hơn so với RSVP Sự khác nhau này đặc biệt quan trọng khichúng ta xem xét rằng RSVP không những cần thiết cho việc dự trữ tài nguyên chocác luồng ứng dụng riêng mà còn cần để dự trữ tài nguyên cho lưu lượng tổng hợp

1.5 Ket luận chương 1

Chương 1 đã đưa ra các vấn đề cơ bản của chuyển mạch nhãn đa giao thứcMPLS Đó là: các khái niệm cơ bản và các thành phần của MPLS, hoạt động củaMPLS và các giao thức được sử dụng trong mạng MPLS Đây sẽ này là cơ sở đê

2.1 Giới thiệu chung về IP di động

2.1.1 Xu hướng và thách thức

Các mạng dựa trên gói đang được hoàn thiện đế trở thành một phươngthức mặc định mang thông tin trong thế giới mạng cố định Lưu lượng thoại vàvideo cũng được chuyên trở bởi gói tin trên các mạng Trong khi những ưu diêm

và tiềm năng kinh doanh của gói tin trên các mạng di động là rất lớn thì tínhphức tạp trong việc thực thi cũng không phải là nhỏ Các mạng IP được mongđợi là có thế hồ trợ nhiều hơn một chức năng định tuyến nhưng vẫn phải đảmbảo được chất lượng dịch vụ định sẵn

Các bộ điều khiển mạng không dây di động phải đối mặt với các yêu cầu của

thị trường người tiêu dùng Các ứng dụng này dẫn đến yêu cầu đảm bảo băng thông

và tình trạng tăng băng thông trên mạng đường trục Bên cạnh các dịch vụ dữ liệutruyền thống hiện được cung cấp trên Internet, thì những dịch vụ đa phương tiện vàthoại mới đang ngày càng phát triến Internet xuất hiện giống như một lựa chọn vềmạng đế hỗ trợ các dịch vụ hội tụ này Tuy nhiên, yêu cầu về băng thông và tốc độcủa các dịch vụ và ứng dụng mới này đã làm cạn kiệt nguồn tài nguyên của hạ tầngInternet hiện nay

IP là kết nối không có hướng và được định tuyến tại lớp 3 Hiện nay, không cóđảm bảo nào về ỌoS trong mạng IP Việc hỗ trợ ỌoS sẽ rất phức tạp vì IP là kết nốikhông hướng, trù’ khi có một điều giả sử rằng băng thông khả dụng là không hạn chếtại

mỗi phần mạng Đe đạt được điều này cần phải có các biện pháp điều khiển luồng lưulượng Lớp dịch vụ CoS và chất lượng dịch vụ QoS cần phải được đánh địa chỉ đe hỗtrợ

những yêu cầu thường xuyên thay đổi của các người sử dụng mạng di động

MPLS với những ưu điếm vốn có của nó đang chứng tỏ là một giải pháp tối

ưu đê giải quyết các vấn đề nói trên Các phần tiếp theo của chương sẽ chỉ rõ nhậnđịnh này

2.1.2 Định tuyến trong các mạng IP di động

IP di động là một giao thức liên mạng được thiết kế đe hỗ trợ host di động,đặc điểm này không giống với IP hiện thời vì IP hiện thời cần cố định địa chỉ IP vớimạng Mục tiêu của IP di động là hỗ trợ khả năng kết nối liên mạng cho host màkhông cần quan tâm đến vùng mạng IP di động có thế bám theo host di động màkhông cần phải thay đối địa chỉ IP dài hạn của host di động đó

2.1.2.1 Các thực thế của IP di động

IP di động bao gồm các thực thể sau:

b) Home Agent (HA) (Đại diện thuờng trú): Là một bộ định tuyến duy trì

một danh sách các node di động trong một mạng thường trú HA được sửdụng đế chuyển tiếp các gói tin đã được đánh địa đến mạng cục bộ tươngứng khi node di động này ra khỏi mạng thường trú của nó Sau khi kiếmtra các ràng buộc di động hiện thời cho một node di động cụ thể, HA sẽđóng gói datagram (dữ liệu đồ) và gửi chúng đến địa chỉ tạm thời củahost di động

c) Foreign Agent (FA) (Đại diện ngoại trú): Là một bộ định tuyến hỗ trợ

một node di động di chuyên từ mạng thường trú của nó sang mạng của

FA này FA sẽ phân phát thông tin giữa node di động và HA

d) Care-of-Address (CoA): Là địa chỉ chỉ thị vùng hiện thời của node di

động Nó cũng có thê được xem là phần cuối của một đường hầm hướngthắng tới node di động Nó cũng có thể được cấp phát động hoặc được kếthợp với FA của nó

e) Correspondent Node (CN): Node này gửi các gói tin đã được đánh địa chỉ

tới node di động

f) Home Address: Địa chỉ thường trú: Là phần địa chỉ cố định được cấp phát

cho một node di động Nó được giữ không đôi, không quan tâm đến vị trínode di động tham gia vào mạng Internet

g) Mobility Agent: Một Agent hồ trợ di động Nó có thể là HA hoặc FA

h) Tunnel (đường hầm): Là phần đường bị chiếm bởi các gói tin đã đóng

gói Nó là phần đường đế dẫn gói tin từ HA đến FA