Công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức không dây WMPLSs

MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU THUẬT NGỮ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẲNG BIỂU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC MPLS 1.1 Giới thiệu chung chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS 1.1.1 Khái niệm MPLS 1.1.2 Lý đời 1.1.3 Đặc điểm MPLS 1.2 Các thành phần MPLS 10 1.2.1 Các thiết bị mạng 10 1.2.2 Đường chuyển mạch nhãn LSP 11 1.2.3 Nhãn vấn đề liên quan 12 1.3 Hoạt động MPLS 15 1.3.1 Hoạt động 15 1.3.2 Định tuyến 17 1.3.3 Các chế độ hoạt động 20 1.4 Các giao thức MPLS 21 1.4.1 Giao thức phân bổ nhãn LDP 22 1.4.2 Giao thức dành trước tài nguyên RSVP 29 1.5 Kết luận chương 36 CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC KHÔNG DÂY WMPLS 37 2.1 Giới thiệu chung IP di động 37 2.1.1 Xu hướng thách thức 37 2.1.2 Định tuyến mạng IP di động 38 2.2 Chuyển mạch nhãn đa giao thức không dây WMPLS 42 2.2.1 Nhu cầu phát triển WMPLS 42 2.2.2 Cấu trúc gói tin WMPLS 43 2.2.4 Hoạt động lựa chọn phổ tần cho WMPLS 49 2.2.5 Kỹ thuật WMPLS 52 2.2.6 Mạng MPLS di động 54 2.3 Kết luận chương 58 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG QUẢN LÝ DI ĐỘNG CHO CÁC MẠNG WMPLS 59 3.1 Giới thiệu 59 3.2 Một số giải pháp liên quan 61 3.3 Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS di động Micro 62 3.3.1 Thủ tục đăng ký MPLS di động Micro 63 3.3.2 Hỗ trợ chuyển giao MPLS di động Micro 65 3.3.3 Các chế chuyển giao MPLS di động Micro 68 3.4 Kết luận chương 74 KẾT LUẬN 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 LỜI NÓI ĐẦU Cùng với phát triển đất nước, ngành công nghiệp viễn thông phát triển không ngừng Số người sử dụng dịch vụ mạng tăng đáng kể, theo dự đoán số tăng theo hàm mũ Ngày có nhiều dịch vụ chất lượng dịch vụ yêu cầu cao Trước tình hình này, vấn đề mạng bắt đầu bộc lộ, nhà cung cấp mạng nhà cung cấp dịch vụ có nhiều nỗ lực để nâng cấp xây dựng hạ tầng mạng Nhiều công nghệ mạng đời nhằm đáp ứng tốt nhu cầu khách hàng giải vấn đề nảy sinh Trong số phải kể đến công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS Công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS kết phát triển nhiều công nghệ chuyển mạch IP sử dụng chế hoán đổi nhãn ATM để tăng tốc độ truyền gói tin mà không cần thay đổi giao thức định tuyến IP Bên cạnh độ tin cậy, công nghệ MPLS hỗ trợ quản lý mạng dễ dàng đơn giản Bằng cách giám sát lưu lượng định tuyến chuyển mạch nhãn (LSR), nghẽn lưu lượng phát vị trí xảy nghẽn lưu lượng xác định nhanh chóng Hiện nay, công nghệ mạng không dây có xu hướng phát triển mạnh mẽ Do đó, việc mở rộng MPLS sang lĩnh vực không dây xu hướng tất yếu Chuyển mạch nhãn đa giao thức không dây WMPLS vấn đề quan tâm nhiều Đồ án em trình bày vấn đề liên quan đến WMPLS chương theo bố cục sau đây:  Chương 1: Tổng quan công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS  Chương 2: Công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức không dây WMPLS  Chương 3: Ứng dụng quản lý di động cho mạng WMPLS Do công nghệ WMPLS tương đối mới, việc tìm hiểu vấn đề WMPLS đòi hỏi phải có kiến thức sâu rộng lâu dài Do đồ án không tránh khỏi sai sót Rất mong nhận phê bình, góp ý thầy cô giáo bạn Xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Th.S Hoàng Quang Trung tận tình hướng dẫn em suốt trình làm đồ án Xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo khoa Công nghệ điện tử truyền thông giúp đỡ em thời gian qua xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè người thân người giúp đỡ động viên em trình học tập Thái Nguyên, tháng 06 năm 2012 Sinh viên Trần Xuân Bách THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Thuật ngữ Tên Tiếng Anh Chú giải AP Access Point Điểm truy nhập ARP Address Resolution Protocol Giao thức phân giải địa ATM Asynchronous Transfer Mode Truyền dẫn không đồng BGP Border Gateway Protocol Giao thức cổng đường biên BS Base Station Trạm gốc CMR Call-to-Mobility Ratio Tỉ số tốc độ gói đến tốc độ di động CoS Class of Service Phân lớp dịch vụ CQR Classing-Queing-Scheduling Phân lớp-Hàng đợi lập lịch CRC Cycle Redundant Check Kiểm tra dư chu trình CR Constrained Routing Định tuyến cưỡng CR-LDP Constrained Routing - LDP Định tuyến cưỡng – LDP CTMC Continuous-Time Markov Chain Chuỗi Markov thời gian liên tục ER Explicit Routing Định tuyến FA Foreign Agent Đại diện ngoại trú FCC Frequence Control Community Cục quản lý tần số FEC Fowarding Equivalent Class Lớp chuyển tiếp tương đương FMIP Fast-handoff Mobile IP Cơ chế chuyển giao nhanh cho IP di động FR Frame Relay Chuyển tiếp khung HA Home Agent Đại diện thường trú ICMP Internet-Control-Message Protocol Giao thức tin điều khiển Internet ID Identifier Nhận dạng ID IETF Internet Engineering Task Force Nhóm tác vụ kỹ thuật Internet IGMP Internet Group Management Protocol Giao thức quản lý nhóm Internet IP Internet Protocol Giao thức liên mạng LC-ATM Label Controlled-ATM ATM điều khiển nhãn LDP Label Distribution Protocol Giao thức phân bổ nhãn LER Label Edge Router Bộ chuyển mạch nhãn biên LFIB Label Forwarding Information Cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn Thuật ngữ Tên Tiếng Anh Chú giải Base LMDS Local Multipoint Distribution Hệ thống phân bố đa điểm cục System LSP Label Switched Path Đường dẫn chuyển mạch nhãn LSR Label Switch Router Router chuyển mạch nhãn MAC Media Access Controller Bộ điều khiển truy nhập phương tiện MH Mobile Host Host di động MIP-RR Mobile IP- Regional Registration Cơ chế cập nhật đăng ký cho IP di động MMDS Multichannel Distribution Service MPLS Multiprotocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức MSO Mobile Switching Office Trung tâm chuyển mạch di động PDU Protocol Data Unit Đơn vị liệu giao thức PHB Per Hop Behavior Bộ ứng xử chặng PNNI Pravite-Network-Network Giao diện mạng riêng Multipoint Dịch vụ phân bố đa điểm - đa kênh Interface PPP Point to Point Protocol Giao thức điểm - điểm QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ RA Routing Area Vùng định tuyến RESV Resevation Bản tin dành trước RFC Request For Comment Yêu cầu ý kiến RSVP Resource Resevation Protocol Giao thức dành trước tài nguyên SONET Synchronous Optical Network Mạng truyền dẫn quang TCP Transission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn TLV Type-Length-Value Kiểu mã hóa độ dài-giá trị TTL Time To Live Thời gian sống UDP User Datagram Protocol Giao thức lược đồ liệu UMTS Universe-Mobile Telecommunication System Hệ thống thông tin di động toàn cầu UNI User-Network Interface Giao diện người sử dụng-mạng UNII Unlicensed National Information Hệ thống thông tin quốc gia không Thuật ngữ Tên Tiếng Anh Chú giải Infrastructure cấp phép VCI Virtual Circuit Identifier Nhận dạng kênh ảo VPI Virtual Path Identifier Nhận dạng đường ảo VPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo WAN Wide Area Network Mạng diện rộng WATM Wireless-ATM Phương thức truyền tải không đồng không dây WMPLS Wireless-MPLS Chuyển mạch nhãn đa giao thức không dây DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Khuôn dạng tiêu đề nhãn MPLS 12 Hình 2: Cấu trúc ngăn xếp nhãn 13 Hình 1.3: Mô hình MPLS 16 Hình 1.4: Định tuyến 18 Hình 5: Khung MPLS với PPP/Ethernet lớp liên kết liệu 20 Hình 1.6: Khung MPLS với ATM lớp liên kết liệu 21 Hình 1.7: Khung MPLS với FR lớp liên kết liệu 21 Hình 1.8: Vị trí giao thức LDP giao thức MPLS 23 Hình 1.9: Tiêu đề LDP 24 Hình 10: Mã hoá TLV 25 Hình 1.11: Khuôn dạng tin LDP 25 Hình 1.12: Thủ tục phát LSR lân cận 28 Hình 1.13: Các thực thể hoạt động RSVP 31 Hình 14: Các tin PATH RESV 32 Hình 15: Nhãn phân phối bảng tin RESV 34 Hình 2.1: Chức mạng IP di động 40 Hình 2.2a: Tiêu đề WMPLS trường Control CRC 44 Hình 2.2b: Tiêu đề WMPLS có trường Control CRC 44 Hình 2.3a: Mở rộng cho tin yêu cầu nhãn CR-LDP 46 Hình 2.3b: Mở rộng cho tin liên kết nhãn CR-LDP 46 Hình 2.4a: Khuôn dạng tin PATH 47 Hình 2.4b: Khuôn dạng tin RESV 47 Hình 2.6a: Thực thể SESSION đường hầm LSP_IPv4 48 Hình 2.6b: Thực thể SESSION đường hầm LSP_IPv6 48 Hình 2.7: Mô hình WMPLS 49 Hình 2.8: Cấu trúc mạng MMDS với anten bao phủ vùng 50 Hình 2.9: Cấu trúc mạng LMDS với nhiều anten bao phủ vùng 51 Hình 2.10: Kiến trúc lớp WMPLS 52 Hình 2.11: Thiết lập đường với thủ tục chuyển giao WMPLS 54 Hình 2.12: Mạng di động MPLS 55 Hình 2.13: Thiết lập đường chuyển mạch nhãn mạng di động 56 Hình 3.1: Kiến trúc mạng truy nhập không dây MPLS di động Micro 63 Hình 3.2: Đăng ký nút di động MPLS Micro di động 64 Hình 3.3: Thủ tục chuyển giao LER MPLS Micro di động 68 Hình 3.4a: Hoạt động FH-Micro trước chuyển giao 69 Hình 3.4b: FH-Micro trình chuyển giao 70 Hình 3.5: Hoạt động FC-Micro 72 DANH MỤC BẲNG BIỂU Bảng 2.1: Giá trị bit cờ tiêu đề gói tin WMPLS 44 Bảng 2.2: Các bit điều khiển báo nhận lỗi điều khiển luồng tiêu đề WMPLS 45 Bảng 3.1: Bảng nhãn LERG sau đăng ký 65 Bảng 3.2: Bảng nhãn LER/FA sau chuyển giao LER 66 Bảng 3.3: Bảng nhãn LERG sau chuyển giao LER 67 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC MPLS 1.1 Giới thiệu chung chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS 1.1.1 Khái niệm MPLS MPLS giải pháp chuyển mạch IP chuẩn hoá IETF MPLS viết tắt cụm từ: chuyển mạch nhãn đa giao thức (Multiprotocol Label Switching)  Gọi chuyển mạch nhãn sử dụng chế hoán đổi nhãn làm kỹ thuật chuyển tiếp lớp bên (lớp 2)  Gọi đa giao thức MPLS hỗ trợ nhiều giao thức lớp mạng (lớp 3), không riêng IP 1.1.2 Lý đời Với mục tiêu kết hợp hai kỹ thuật IP ATM với nhau, cụ thể kết hợp ưu điểm IP (ví dụ cấu định tuyến) ATM (như phương thức chuyển mạch), MPLS gồm hai chức quan trọng sau:  Chức chuyển tiếp gói tin: sử dụng chế hoán đổi nhãn Bản chất là: tìm chặng gói tin bảng chuyển tiếp nhãn, sau thay giá trị nhãn gói, chuyển cổng định tuyến  Chức điều khiển: gồm (a) giao thức định tuyến lớp mạng có nhiệm vụ phân phối thông tin LSR (b) thủ tục gán nhãn để chuyển thông tin định tuyến thành bảng định tuyến chuyển mạch nhãn 1.1.3 Đặc điểm MPLS  Jitter: Là thay đổi độ trễ lưu lượng người sử dụng việc chuyển gói tin qua nhiều node mạng để chuyển tới đích Tại node, địa đích gói phải kiểm tra so sánh với danh sách địa đích khả dụng bảng định tuyến node, trễ biến thiên trễ phụ thuộc vào số lượng gói khoảng thời gian mà bảng tìm kiếm phải xử lý khoảng thời gian xác định Kết node cuối cùng, Jitter tổng cộng tất biến thiên độ trễ node bên gửi bên thu Với gói thoại Jitter thoại bị tính liên tục Do chuyển mạch nhãn hiệu hơn, lưu lượng người dùng gửi qua mạng nhanh Jitter so với định tuyến IP truyền thống  Khả mở rộng mạng: Chuyển mạch nhãn không cung cấp dịch vụ tốc độ cao mà hỗ trợ khả mở rộng tương đối mềm dẻo cho mạng Khả mở rộng liên quan đến lực điều chỉnh hệ thống để phù hợp với tăng nhanh số người sử dụng mạng Chuyển mạch nhãn cung cấp giải pháp cho phát triển nhanh chóng xây dựng mạng lớn việc cho phép lượng lớn địa IP kết hợp với hay vài nhãn Giải pháp giảm đáng kể kích cỡ bảng địa cho phép định tuyến hỗ trợ nhiều người sử dụng  Tính đơn giản: Chuyển mạch nhãn giao thức chuyển tiếp bản, chuyển tiếp gói dựa vào nhãn Do tách biệt điều khiển chuyển tiếp nên kỹ thuật điều khiển dù phức tạp không ảnh hưởng đến hiệu dòng lưu lượng người sử dụng Cụ thể là, sau ràng buộc nhãn thực hiện, hoạt động chuyển mạch nhãn để chuyển tiếp lưu lượng đơn giản, thực phần mềm, mạch tích hợp chuyên dụng hay xử lý đặc biệt  Sử dụng tài nguyên: Các mạng chuyển mạch nhãn không cần nhiều tài nguyên mạng để thực công cụ điều khiển việc thiết lập đường chuyển mạch nhãn cho lưu lượng người sử dụng  Điều khiển đường đi: Chuyển mạch nhãn cho phép đường qua liên mạng điều khiển tốt Nó cung cấp công cụ để bố trí node liên kết lưu lượng phù hợp hơn, thuận lợi hơn, đưa xác phân lớp lưu lượng (dựa yêu cầu QoS) khác dịch vụ 1.2 Các thành phần MPLS 1.2.1 Các thiết bị mạng LSR thiết bị định tuyến tốc độ cao lõi mạng MPLS, tham gia vào việc thiết lập đường dẫn chuyển mạch nhãn (LSP) cách sử dụng giao thức báo hiệu nhãn thích ứng thực chuyển mạch tốc độ cao lưu lượng số liệu dựa đường dẫn thiết lập 10 nhanh chóng phát di chuyển vào mạng nhận liệu tham gia vào mạng phát Router truy nhập Cơ chế mang lại hiệu suất cao cho ứng dụng thời gian thực ứng dụng nhạy cảm QoS Tuy nhiên chi phí cập nhật vùng FMIP lớn, đặc biệt node di động có khả di động tương đối cao khoảng cách dài HA MPLS di động chế tích hợp IP di động với giao thức MPLS Cơ chế nhằm mục đích cải thiện khả xử lý chuyển tiếp liệu IP di động cách chuyển yêu cầu đường hầm IP từ Đại diện thường trú sang Đại diện ngoại trú nhờ sử dụng đường chuyển mạch nhãn LSP Tuy nhiên chế khả ứng dụng cho di động Micro mà phạm vi IP di động dịch nhiều sang di động toàn cầu H-MPLS (Hierarchical-MPLS) số chế khác cố gắng cải thiện hiệu suất MPLS di động cách sử dụng kiến trúc khác Mỗi miền MPLS có đại diện ngoại miền FDA FDA tham gia vào việc hỗ trợ di động nội miền Tuy nhiên chế không đưa vào thực tế trễ báo hiệu cho cập nhật vùng lớn Khi trễ báo hiệu cập nhật vùng lớn dẫn đến xác suất rớt dịch vụ (nhất dịch vụ thời gian thực) tăng, chi phí cập nhật đăng ký tăng, số gói tin luồng bị lớn chất lượng dịch vụ giảm nghiêm trọng Chú ý gói tin luồng gói bị suốt chu kỳ chuyển giao Thêm vào đó, với tốc độ di động cao, hiệu suất hệ thống bị ảnh hưởng nặng nề đăng ký thường xuyên với FDA, điều dẫn đến lưu lượng báo hiệu dư thừa trễ dịch vụ lớn Hơn nữa, hầu hết chế coi tất trạm gốc BS thiết bị MPLS-aware Một bất lợi thêm mà phải chịu thực chế chi phí tăng nhiều tính phức tạp bên mạng MPLS tăng 3.3 Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS di động Micro Phần trình bày chế gọi MPLS di động Micro hai biến thể MPLS di động Micro dựa việc tích hợp MIP-RR với 62 giao thức MPLS Một kiến trúc thông thường cho mạng MPLS di động Micro hình 3.1 Giả sử có mạng truy nhập MPLS tồn định tuyến nhãn biên cổng (LERG) định tuyến nhãn biên/các đại diện ngoại trú (LER/FAs) Kiến trúc mạng dựa kiến trúc phân cấp hai lớp Tại mức cao LERG thực vai trò Router chuyển mạch nhãn biên LSR lọc báo hiệu nội miền liên miền Tại mức thứ hai LER/FA, kết nối tới điểm truy nhập AP khác nhau, đưa kết nối lớp liên kết Ở phân biệt chức lớp liên kết giao diện không dây (do AP điều khiển) với chức chuyển giao lớp IP (xảy MN di chuyển mạng phục vụ LER/FA khác nhau) Hình 3.1: Kiến trúc mạng truy nhập không dây MPLS di động Micro 3.3.1 Thủ tục đăng ký MPLS di động Micro Khi MN di chuyển lần vào miền ngoại trú MPLS Micro di động, gửi tin Yêu cầu đăng ký IP di động đến LER/FA gần LER/FA ghi lại địa thường trú MN vào bảng định tuyến tiếp chuyển tin đăng ký nói đến LERG miền Khi LERG nhận tin đăng ký biết địa RCoA (Regional Care-of-Address), địa tương ứng với địa IP LER/FA thời, gửi tin đăng ký đến HA MN LERG sử dụng địa IP giống địa CoA (Care-of- 63 Address) để thực việc đăng ký toàn cục cho di động liên miền Sau đó, LERG thiết lập LSP LER/FA thời có RCoA giống lớp chuyển tiếp tương đương FEC Cuối cùng, LERG chuyển tin trả lời đăng ký, gửi từ HA, đến MN dọc theo đường LSP thiết lập Chú ý MN nằm mạng có liên quan đến yêu cầu QoS giống sử dụng LSP thiết lập Bảng 3.1 minh họa bảng nhãn LERG sau đăng ký Giả sử rằng, địa thường trú MN a.b.c.d, CoA LERG u.v.g.h RCoA LER/FA w.x.y.z Hàng bảng 3.1 nhãn liên kết LSP thiết lập từ LERG tới LER/FA Khi LERG LSR lối vào LSP này, LERG thay đổi hàng bảng nhãn cách sử dụng địa thường trú MN giống FEC đặt thực thể cổng nhãn lối trống thành giá trị cổng nhãn lối đường LSP từ LERG đến LER/FA thời Theo cách này, LERG chuyển tiếp gói tin định sẵn cho địa thường trú MN tới vùng thời mạng tạm trú Hình 3.2 minh họa thủ tục đăng ký cho MN MPLS Micro di động Hình 3.2: Đăng ký nút di động MPLS Micro di động 64 Bảng 3.1: Bảng nhãn LERG sau đăng ký Cổng vào Nhãn lối vào FEC Cổng Nhãn lối - w.x.y.z - a.b.c.d 3.3.2 Hỗ trợ chuyển giao MPLS di động Micro Trong phần này, trễ chuyển giao định nghĩa thời gian trôi qua từ thời điểm kiện chuyển giao phát thời điểm mạng nhận gói tin Có hai loại chuyển giao mạng truy nhập không dây, là: chuyển giao LER (Intra-LER) chuyển giao LER (Inter-LER) (Gọi tắt chuyển giao chuyển giao ngoài) Chuyển giao xảy MN di chuyển hai AP quản lý LER/FA Loại chuyển giao chuyển giao lớp Mặt khác, chuyển giao xảy MN di chuyển hai AP, AP AP cũ nằm LER/FA khác Loại chuyển giao thường chuyển giao lớp có ảnh hưởng nhiều đến hiệu suất chuyển giao so với chuyển giao LER Mỗi xảy chuyển giao, LER/FA cũ thông báo để lưu đệm gói tin luồng lại (In-light) Hoạt động chung cho tất biến thể giao thức Thực tế, để giảm gói suốt trình chuyển giao, chế chuyển giao dựa vào khái niệm gọi trigger lớp Trigger lớp báo hiệu từ lớp để thông báo với lớp chuyển giao lớp xảy Khi cường độ báo hiệu nhận từ phía AP thời xuống mức ngưỡng, MN gửi “bản tin báo hiệu di chuyển” cho LER/FA thời, để thông báo với LER/FA chuyển giao lớp xảy Theo chế LER/FA nhận tin báo hiệu, bắt đầu chế đệm 65 3.3.2.1 Chuyển giao LER Khi liên lạc với BS thời bị mất, MN gửi tin báo hiệu Movement cho LER/FA thời, LER/FA khởi tạo chế đệm lưu trữ gói tin thuộc luồng liệu Sau đó, MN tìm kiếm giao diện vô tuyến cho BS Nếu tìm giao diện, đăng ký lớp với BS đợi tin Quảng bá IP di động gửi từ LER/FA phát tin Solicitation (Bản tin Chào hỏi) IP di động Trong trường hợp nào, MN kiểm tra địa IP LER/FA Địa phải giữ không đổi so với trước chuyển giao xảy ra, điều đảm bảo MN nằm mạng IP Tiếp đó, MN phát tin Cập nhật giao diện vùng tới mạng mà thuộc về, tất trạm thuộc mạng con, đặc biệt LER/FA thời, phải cập nhật cache ARP (bộ nhớ phân giải địa chỉ) Trong trường hợp này, LER/FA thời dừng chế đệm lại chuyển tiếp gói luồng định sẵn cho MN đến BS Chú ý rằng, chuyển giao chuyển giao lớp Cũng phải lưu ý rằng, không tin gửi tới LERG để chiếm đường chung LER/FA LERG tiếp tục sử dụng LSP cũ LER/FA thời để gửi gói tới MN Bảng 3.2 minh họa bảng nhãn LER/FA sau chuyển giao LER nội miền Bảng 3.2: Bảng nhãn LER/FA sau chuyển giao LER 3.3.2.2 Chuyển giao LER Trong trường hợp chuyển giao ngoài, MN kiểm tra địa IP LER/FA (nhận từ tin Quảng bá), phát địa khác với địa trước đó, điều có nghĩa MN vào mạng IP Trong, MN gửi tin Yêu cầu đăng ký tới LER/FA thực bước giống hệt thủ tục đăng ký 66 Tại thời điểm gửi tin Yêu cầu đăng ký tới LER/FA mới, MN gửi tin Khai báo chuyển giao đến LER/FA cũ (thông qua LER/FA mới) Khi nhận tin Khai báo chuyển giao, LER/FA cũ dừng chế đệm lại chuyển tiếp gói luồng (các gói định sẵn cho MN) tới mạng Do vậy, MN nhận gói tin từ LER/FA cũ (thông qua LER/FA mới) trước chuyển giao lớp hoàn thành (ví dụ, trước nhận tin Trả lời đăng ký từ LERG) Chú ý tin gửi tới HA MN việc đăng ký miền với LERG yêu cầu Bảng 3.3 minh họa bảng nhãn LERG sau chuyển giao LER RCoA LER/FA cũ w.x.y.z RCoA LER/FA p.q.r.s Sau thiết lập LSP mới, hàng chèn vào bảng nhãn LERG bảng 3.1 Sau chuyển giao hoàn tất, bảng nhãn LERG bảng 3.3, hàng giá trị liên kết nhãn cho LSP từ LERG đến LER/FA Số cổng đầu giá trị nhãn đầu hàng thứ hai thay đổi thành giá trị tương ứng hàng thứ ba, gói định sẵn cho địa thường trú MN gửi lại cho LER/FA Bảng 3.3: Bảng nhãn LERG sau chuyển giao LER Hình 3.3 minh họa thủ tục báo hiệu chuyển giao LER xảy MPLS di động Micro 67 Hình 3.3: Thủ tục chuyển giao LER MPLS Micro di động 3.3.3 Các chế chuyển giao MPLS di động Micro Như nói trên, MPLS di động Micro đưa hai chế hỗ trợ quản lý di động FH-Micro FC-Micro Dưới trình bày cụ thể hai chế 3.3.3.1 Cơ chế chuyển giao nhanh FH-Micro Mục đích FH-Micro để nhận biết trước chuyển giao LER lớp cách sử dụng chức lớp để thiết lập LSP trước MN thực di chuyển vào mạng mới, mục đích nhằm giảm tượng phá hủy dịch vụ Trong phần nghiên cứu hai loại LSP: LSP chủ động LSP bị động LSP chủ động LSP từ LERG đến LER/FA phục vụ thời LSP thường sử dụng để truyền liệu Còn LSP bị động LSP từ LERG đến mạng mà MN di chuyển vào LSP thường không sử dụng tận hoạt hóa FH-Micro sử dụng chế phát di chuyển thuộc lớp liên kết để dự đoán miền mà MN đến Như nhìn thấy hình 3.4a, MN vào vùng giao tế bào biên thuộc hai mạng con, nhận cảnh báo (Beacon) từ AP (bước 1) Ngay lập tức, MN thông báo với LER/FA thời khả chuyển giao cách gửi tin báo hiệu Khởi đầu chuyển giao (Handoff initiate), có chứa địa MAC AP 68 (bước 2) Chú ý trường hợp này, MN chưa kết nối tới liên kết vô tuyến mạng nằm kết nối với AP cũ Mỗi LER/FA có bảng Liên kết hàng xóm chứa địa IP MAC toàn AP hàng xóm Do đó, LER/FA thời nhận tin báo hiệu Khởi đầu chuyển giao, nhìn vào bảng Liên kết hàng xóm để lấy địa IP LER/FA sau thông báo với LERG hoạt động chuyển giao xảy (bước 3a) Hình 3.4a minh họa hoạt động FH-Micro trước chuyển giao Hình 3.4a: Hoạt động FH-Micro trước chuyển giao Ngay lập tức, LERG khởi đầu thủ tục thiết lập LSP với LER/FA trước chuyển giao lớp xảy (ví dụ, trước MN nhận tin quảng bá IP di động từ FA mới) Điều có nghĩa là, FH-Micro tái thiết lập LSP thụ động bổ sung LERG mạng mà MN vào (bước 4) Cùng thời điểm bước 3a, LER/FA thông báo cho MN biết địa RCoA (địa IP LER/FA mới) cách sử dụng tin báo hiệu Quảng bá hàng xóm (Neighbor Advertisement) (bước 3b) Do vậy, MN bắt đầu thủ tục đăng ký với LERG trước nhận tin Quảng bá IP di động từ FA Chú ý việc đăng ký MN với LERG khởi tạo chuyển giao lớp 69 thực Cụ thể, chuyển giao lớp khởi đầu MN cường độ báo hiệu nhận từ phía AP hiệu thời xuống mức ngưỡng Hình 3.4b minh họa hoạt động FH-Micro trình chuyển giao Hình 3.4b: FH-Micro trình chuyển giao Khi báo hiệu từ AP thấp mức ngưỡng, MN thông báo với LER/FA thời để khởi động chế đệm cách gửi tin báo hiệu di chuyển Khi chuyển giao lớp hoàn tất chuyển giao lớp khởi đầu MN, chí trước MN nhận tin quảng bá IP di động từ FA MN hoàn toàn nhận biết RCoA (bước 2) FA chuyển tin Yêu cầu đăng ký IP di động tới LERG (bước 3a) thông báo với LER/FA cũ kiện chuyển giao (bước 3b) Ngay LERG nhận Yêu cầu đăng ký IP di động, kích hoạt LSP bị động tái thiết lập lưu lượng phân phát thông qua LSP (bước 4a) Mặt khác, LER/FA thông báo việc chuyển giao, gói tin luồng chuyển tiếp tới MN thông qua FA (bước 4b) Bằng cách sử dụng chế chuyển giao nhanh, cải 70 thiện hiệu suất chuyển giao MPLS di động Micro giảm tượng phá hủy dịch vụ 3.3.3.2 Cơ chế chuỗi chuyển giao: FC-Micro Biến thể thứ hai đưa để điều khiển tính di động cục cách hiệu quản gọi MPLS di động FC-Micro Cơ chế dựa khái niệm chuỗi chuyển tiếp (một tập đường chuyển tiếp) Trong kỹ thuật này, thời điểm mà MN di chuyển vào mạng RCoA đăng ký với LER/FA cũ thay đăng ký với LERG, hình 3.5 Bằng thủ tục này, LSP thời LERG mạng cũ mở rộng từ FA cũ tới FA Kết chuỗi chuyển tiếp FA tạo cho MN Để làm điều này, MN phải trì đệm để lưu trữ địa IP LER/FA khách Các gói tin di chuyển đến MN bị FA chuỗi chặn lại (được gọi FA chủ), tận dụng ưu điểm LSP thời LERG LER/FA chủ, sau chuyển dọc theo chuỗi FA tới MN Dễ dàng nhận thấy chế gây trễ không mong muốn chuỗi FA dài Để tránh chuỗi chuyển tiếp dài, thiết lập ngưỡng độ dài ký hiệu Lth (chỉ thị số lần dịch chuyển) Khi đạt đến ngưỡng, MN đăng ký với LERG xóa toàn địa đệm Nghĩa chuỗi chuyển tiếp MN làm LER/FA khách trở thành FA chủ Chú ý chế cho phép giảm đáng kể tin cập nhật đăng ký gửi MN tới LERG Các đăng ký LERG thay cập nhật chuỗi chuyển tiếp đơn giản (các cập nhật cục bộ) Hơn nữa, chế phù hợp với MN có tính di động cao, gói liệu cần chuyển tiếp nhanh chóng tới vùng chúng 71 Hình 3.5: Hoạt động FC-Micro Hoạt động chế MPLS di động FC-Micro miêu tả hình 3.5 Trong trường hợp này, MN di chuyển từ mạng đến mạng Giả sử ngưỡng độ dài chuỗi chuyển tiếp Khi MN di chuyển đến mạng 2, đăng ký RCoA LER/FA1 trước đó, LER/FA chủ Tương tự MN di chuyển vào mạng 3, thông báo RCoA cho LER/FA2 trước Trong trường hợp này, gói liệu MN bị chặn lại LERG gửi tới LER/FA chủ cách sử dụng LSP thời LERG LER/FA1 Sau đó, gói tin chuyển tiếp dọc theo chuỗi FA đến MN Nhờ vậy, chi phí cập nhật vùng giảm nhiều khoảng cách hai LER/FA lân cận thường ngắn khoảng cách LER/FA LERG Ngưỡng độ dài chuỗi chuyển tiếp đạt MN đăng ký với LERG cập nhật RCoA tới gốc miền Cùng thời điểm đó, LER/FA4 trở thành FA chủ chuỗi chuyển tiếp Cơ chế MPLS di động FC-Micro miêu tả mã sau %Các thủ tục đăng ký vùng Khởi tạo i=0; IF (MN vào mạng mới) 72 So sánh địa LER/FA với địa đệm; IF (Địa có sẵn đệm) Lấy từ đệm hàng (rg) mạng này; i=rg; ELSE Ghi lại địa LER/FA vào đệm; i=i+1; ENDIF IF (i