CHUYỂN MẠCH NHÃN đa GIAO THỨC TỔNG QUÁT

MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ iv MỞ ĐẦU 1 CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TỔNG QUAT 2 1. Từ MPLS đến MPλS GMPLS 2 2. KHÁI QUÁT CHUNG GMPLS 4 3. Sự tách rời của mặt phẳng dữ liệu với mặt phằng điều khiển 10 4. Giao thức định tuyến 10 4.1 Mở rộng OSPF 10 4.2. Quảng bá liên kết TE 13 5. Giao thức báo hiệu 17 5.1 Giao thức mở rộng RSVPTE 17 5.2 Yêu cầu nhãn tổng quát 19 5.3 Báo hiệu đường hai hướng 23 5.4 Việc cài đặt nhãn 25 5.5 Cấu trúc báo hiệu 27 6 Giao thức quản lý đường kết nối – Link Management Protocol 29 6.1 Sự cần thiết của LMP 29 6.2 Các loại đường liên kết dữ liệu 30 6.3 Các chức năng của LMP 30 7 Mô hình ngang hàng và mô hình phủ kính 37 7.1 Mô hình ngang hàng 38 7.2 Mô hình phủ kính 39 KẾT LUẬN 41 Tài liệu tham khảo 42 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt CRLDP Constraint Base Routing Label Distribution Protocol Giao thức phân bố nhãn hỗ trợ định tuyến ràng buộc DWDM Dense Wavelength Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo bước sóng mật độ cao ETDM Electronic TimeDivision Multiplexed Ghép kênh phân chia thời gian điện FSC Fiber Switch Capable Khả năng chuyển mạch quang GMPLS Generalized MultiProtocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát ISIS Intermediate SystemIntermediate System Hệ thống trung gian tới hệ thống trung gian L2SC Layer 2 Switching Capable Khả năng chuyển mạch lớp 2 LER Label Edge Router Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn biên LIB Label Information Base Cơ sở thông tin nhãn LMP Link Mangement Protocol Giao thức quản lý liên kết LSA Linkstate advertisement Thông báo trạng thái liên kết LSC Lambda Switch Capable Khả năng chuyển mạch bước sóng LSP Label Switching Path Đường chuyển mạch nhãn LSR LabelSwitching Router Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn MIB Management Information Base Cơ sở thông tin quản lý MPLS MultiProtocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức OSPF Open Shortest Path First Đường ngắn nhất đầu tiên OXC Optical Cross Connector Kết nối chéo quang PSC Packet Switching Capable Khả năng chuyển mạch gói QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ RSVPTE Resource Reservation ProtocolTraffic Engineering Giao thức dành trước tài nguyên hỗ trợ kỹ thuật lưu lượng SDH Synchronous Digital Hierachical Phân cấp số đồng bộ SONET Synchronous Optical Network Mạng quang đồng bộ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TẬP ĐỒN BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG VIỆT NAM HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG - BÁO CÁO TÊN ĐỀ TÀI: CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TỔNG QUÁT CHUYÊN NGHÀNH: TRUYỀN DỮ LIỆU VÀ MẠNG MÁY TÍNH HỌ VÀ TÊN HỌC VIÊN: NGUYỄN QUANG HỌC NGUYỄN MINH PHƯƠNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS LÊ QUỐC CƯỜNG Thành phố Hồ Chí Minh - NĂM 2011 Trang i MỤC LỤC MỤC LỤC .i DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .iv MỞ ĐẦU CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TỔNG QUAT Từ MPLS đến MPλS /GMPLS 2 KHÁI QUÁT CHUNG GMPLS Sự tách rời mặt phẳng liệu với mặt phằng điều khiển 10 Giao thức định tuyến 10 4.1 Mở rộng OSPF .10 4.2 Quảng bá liên kết TE 13 Giao thức báo hiệu .17 5.1 Giao thức mở rộng RSVP-TE 17 5.2 Yêu cầu nhãn tổng quát .19 5.3 Báo hiệu đường hai hướng 23 5.4 Việc cài đặt nhãn 25 5.5 Cấu trúc báo hiệu 27 Giao thức quản lý đường kết nối – Link Management Protocol 29 6.1 Sự cần thiết LMP 29 6.2 Các loại đường liên kết liệu 30 6.3 Các chức LMP 30 Mơ hình ngang hàng mơ hình phủ kính 37 7.1 Mơ hình ngang hàng .38 7.2 Mơ hình phủ kính 39 KẾT LUẬN 41 Tài liệu tham khảo 42 GMPLS - CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TỔNG QUÁT Trang ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt CR-LDP Constraint Base Routing- Giao thức phân bố nhãn hỗ trợ định Label Distribution Protocol tuyến ràng buộc Dense Wavelength Division Ghép kênh phân chia theo bước sóng Multiplexing mật độ cao Electronic Time-Division Ghép kênh phân chia thời gian điện DWDM ETDM Multiplexed FSC Fiber Switch Capable Khả chuyển mạch quang GMPLS Generalized MultiProtocol Chuyển mạch nhãn đa giao thức Label Switching tổng quát Intermediate System- Hệ thống trung gian tới hệ thống Intermediate System trung gian L2SC Layer Switching Capable Khả chuyển mạch lớp LER Label Edge Router Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn IS-IS biên LIB Label Information Base Cơ sở thông tin nhãn LMP Link Mangement Protocol Giao thức quản lý liên kết LSA Link-state advertisement Thông báo trạng thái liên kết LSC Lambda Switch Capable Khả chuyển mạch bước sóng LSP Label Switching Path Đường chuyển mạch nhãn LSR Label-Switching Router Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn MIB Management Information Base Cơ sở thông tin quản lý MPLS MultiProtocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức OSPF Open Shortest Path First Đường ngắn OXC Optical Cross Connector Kết nối chéo quang PSC Packet Switching Capable Khả chuyển mạch gói QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ RSVP-TE Resource Reservation Giao thức dành trước tài nguyên hỗ Protocol-Traffic Engineering trợ kỹ thuật lưu lượng Synchronous Digital Phân cấp số đồng SDH Hierachical SONET Synchronous Optical Network Mạng quang đồng GMPLS - CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TỔNG QUÁT Trang iii TDM Time-Division Multiplexing Ghép kênh phân chia thời gian TDMC Time-Division Multiplexing- Khả ghép phân chia thời gian Capable TE Traffic Engineering Kỹ thuật lưu lượng WDM Wavelength Divison Ghép kênh phân chia theo bước sóng Multiplexing GMPLS - CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TỔNG QUÁT Trang iv DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1: Cấu trúc lớp mạng .2 Hình 2: Sự chuyển đổi cấu trúc mạng Hình 3: Khái niệm nhãn .5 Hình 4: Sự Phân cấp LSP Hình 5: Mối quan hệ khả chuyển mạch với khu vực Hình 6: Mạng IP/MPLS Hình 7: Mạng GMPLS với lớp điều khiển phân tán Hình 8: Mạng GMPLS điều khiển phân tán kết hợp nhiều lớp Hình 9: Kỹ thuật truyền tải đa lớp Hình 10: Các giao thức GMPLS 10 Hình 11: Khái niệm kỹ thuật truyền tải 12 Hình 12: Định dạng Opaque LSA (RFC 2370) 14 Hình 13: sub-TLV opaque LSA OSPF GMPLS 15 Hình 15: Định dạng đối tượng yêu cầu nhãn .20 Hình 16: Các loại G-PID 22 Hình 17: Nhãn ngược hướng 24 Hình 19: Mơ hình phân cấp LSP 28 Hình 20: Các loại đường kết nối liệu 31 Hình 21: Giao thức quản lý đường kết nối 32 Hình 22: Mơ hình ngang hàng 38 Hình 23: Mơ hình phủ kính 39 GMPLS - CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TỔNG QUÁT Trang MỞ ĐẦU GMPLS chuẩn IETF đề nghị thiết kế đề đơn giản tạo quản lý dịch vụ IP/MPLS mạng quang Chuẩn tạo mặt phẳng điều khiển để mở rộng từ IP lớp trở xuống tầng vân chuyển lớp Từ nhà cung cấp dịch vụ bắt đầu vận chuyển lưu lượng IP, phức tạp, sở hạ tầng trùng lắp nhiều lớp giải công việc mang lưu lượng IP mạng mà thiết kế đề hỗ trợ cơng nghệ mạch tiếng nói Tuy nhiên, ngày hôm với tăng trưởng đột ngột lưu lượng IP thúc đẩy việc tăng nhanh đột ngột băng thông rộng truy cập, ứng dụng mới, dịch vụ mới, mạng trúng lắp phức tạp hỗ trợ việc cung cấp dịch vụ đột ngột, quản lý băng thông động, việc tạo dịch vụ linh hoạt để đáp ứng nhu cầu người sử dụng GMPLS phát triển mặt phẳng điều khiển thống mở rộng kết nối IP/MPLS thông minh từ lớp lớp đến thiết bị quang lớp Khơng MPLS, hỗ trợ định truyến chuyển mạch, GMPLS hỗ trợ từ phần cứng quang, SONET/SDH, OXCs, DWDM GMPLS cho phép sở hạ tầng mạng sử dụng mặt phẳng điều khiển chung để truy cập mạng đến mạng lỗi Thiết lập đường phép thành phần quang mạng vận chuyển trở thành định tuyến ngang hàng mạng IP điều khiển bước sóng cung cấp tự động mặt phẳng điều khiển làm để tiết kiệm chi phí hoạt động mạng lưới giải lỗi thời gian thực Ngồi ra, dịch vụ cung cấp tăng tốc đáng kể GMPLS - CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TỔNG QUÁT Trang CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TỔNG QUAT Từ MPLS đến MPλS /GMPLS Gần đây, công nghệ WDM truyền tải khối lượng thông tin cách sử dụng nhiều bước sóng thơng qua đường truyềnsợi quang cải tiến nhiều Trong ký thuật truyền sợi quang lúc đầu, thông tin truyền cách sử dụng bước sóng đường sợi quang hai nút Nhưng công nghệ ghép kênh bước sóng thơng qua, khả truyền tải tăng lên tương ứng với số lượng bước sóng cung cấp sợi quang, làm cho thích nghi tốt với khối lượng truyền tải thông tin lớn Mạng IP/MPLS xây dựng mạng đường SDH/SONET, hầu hết mạng đường SDH/SONET xây dựng mạng cáp quang Cơng nghệ ghép kênh đa bước sóng áp dụng sợi quang Thông thường, nhiều đường SDH/SONET cấp cho nhóm bước sóng Hình cho thấy lớp cấu trúc mạng lưới Cho đến nay, hình (a), mạng cấu trúc lớp fiber, lớp TDM, lớp packet Khi nhu cầu truyền tải nút trở nên lớn số lượng bước sóng ghép tăng lên hiệu suất sử dụng mạng cải thiện cách sử dụng bước sóng với băng thơng lớn băng thơng SDH/SONET đường bước sóng cách định nút thực chuyển mạch bước sóng Hình 1: Cấu trúc lớp mạng Như hình (b), tiết kiệm tổng chi phí mạng cách sử dụng lớp đường bước sóng chèn lớp TDM lớp fiber để giao diện với đường SDH/SONET Lớp đường bước sóng gọi lớp λ, λ thường GMPLS - CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TỔNG QUÁT Trang sử dụng biểu tượng thể bước sóng Nút thực chuyển mạch theo đơn vị bước sóng hay đơn vị fiber nút thực chuyển mạch đường TDM gọi tắt tương ứng OXC (Optical Cross-Connect) DXC (Digital Cross-Connect) Khi đơn vị lưu lượng truy cập lớn xử lý, OXC lợi chi phí DXC Các lớp cao chuyển mạch đơn vị đường tốt Khi lưu lượng truyền tải IP tăng truyền tải gói tin IP trở nên chủ đạo, chi phí mạng giảm cách loại bỏ lớp TDM lấy cấu trúc lớp đơn lớp packet đặt lớp λ lớp, hình (c) Hình thể chuyển đổi cấu trúc lớp mạng minh họa hình 8.1 theo năm Tốc độ thâm nhập cấu trúc lớp hình (b) Hình (c) phụ thuộc vào tốc độ tiến công nghệ việc xây dựng mạng đường bước sóng tăng trưởng khối lượng lưu lượng IP Hình 2: Sự chuyển đổi cấu trúc mạng Đối diện với tiến lớp λ mạng quan, MPλS (Multiprotocol Lambda Switching) đề xuất áp dụng vào kỹ thuật điều khiển phân tán MPLS lớp packet để quản lý mạng lớp λ Ở đây, λ bước sóng Trong MPLS, thiết lập LSP (label-switched path) cách trao đổi thông tin liên kết nút với giao thức định tuyến cách sử dụng giao thức báo hiệu2 Trong MPLS, LSP tạo cách gắn vào gói tin IP nhãn định nghĩa cho liên kết hai nút, Các gói tin IP truyền tải LSP cách trao đổi nhãn LSR (label switching router) Trong MPλS, λ hay bước sóng bên fiber xử lý nhãn giống MPLS, xây dựng đường bước sóng cách kết nối bước sóng phía đầu vào đầu OXC Trong MPλS, tương tự MPLS, điều khiển phân tán thực cách trao đổi thông tin liên kết nút với giao OSPF Extensions in Support of Generalized MPLS Link Bundling in MPLS Traffic Engineering Generalized multiprotocol label switching: an overview of signaling enhancements and recovery techniques GMPLS - CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TỔNG QUÁT Trang thức định tuyến cách thiết lập đường bước sóng sử dụng giao thức báo hiệu Do đó, nói MPλS giao thức áp dụng khái niệm nhãn sử dụng MPLS lớp λ Hơn nữa, thông qua MPLS tổng quát (GMPLS) mà khái niệm tổng quát nhãn áp dụng cho lớp TDM lớp fiber KHÁI QUÁT CHUNG GMPLS Kiến trúc MPLS định nghĩa để hỗ trợ truyền liệu dựa khái niệm nhãn Trong RFC 3031, LSR định nghĩa nút mà có mặt phẳng truyền liệu xác định ranh giới gói tin IP hay tế bào (gói IP có chứa nhãn) thực nhiệm vụ truyền liệu theo nội dung tiêu đề gói tin IP hay tế bào Trong GMPLS, LSR không bao gồm nút thực nhiệm vụ truyền liệu theo nội dung tiêu đề gói tin IP hay tế bào, mà thiết bị thực truyền liệu theo thơng tin time slot, bước sóng, cổng vật lý mạng sợi quang Giao diện LSR GMPLS phân thành bốn loại tùy thuộc vào khả chuyển đổi: PSC (packet-switch capable), TDM (Time division multiplex capable), LSC (lambda-switch Capable), FSC (Fiber Swich Capable) Hình cho thấy khái niệm nhãn cho cấu trúc mạng bốn lớp xác định Hình (b) PSC: Giao diện PSC xác định ranh giới gói tin IP hay tế bào thực nhiệm vụ truyền liệu theo nội dung tiêu đề gói tin IP hay tế bào Trong lớp packet Hình (a), nhãn định nghĩa cho liên kết gắn vào gói tin IP để hình thành LSP Liên kết hình (a) cho biết liên kết được định nghĩa hai LSRs để truyền tải gói tin IP Trong trường hợp mà gói tin IP truyền qua SDH/SONET liên kết gọi đường SDH/SONET, trường hợp mà gói tin IP truyền thơng qua Ethernet liên kết gọi đường Ethernet TDM: Giao diện TDM lặp lại định kỳ thực nhiệm vụ truyền liệu theo time slot Trong lớp TDM hình (b), nhãn tương ứng với time slot Ví dụ, giao diện DXC mà đường TDM đường SDH/SONET hình Link Management Protocol (LMP) GMPLS - CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TỔNG QUÁT Trang thành cách nối time slot gán cho phía đầu vào phía đầu Liên kết tương ứng với đường bước sóng hay đơn giản fiber Hình 3: Khái niệm nhãn LSC: Giao diện LSC thực nhiệm vụ truyền liệu theo bước sóng sợi quang Trong lớp λ hình (c), nhãn tương ứng với bước sóng Ví dụ giao diện TDM, giao diện OXC đường λ hình thành cách nối bước sóng được gán đầu vào đầu Giao diện OXC với LSC thực chuyển kênh theo đơn vị bước sóng FSC: Giao diện FSC thực nhiệm vụ truyền liệu theo vị trí cổng vật lý thực sợi quang Trong lớp fiber hình (d), nhãn tương ứng với sợi quang Ví dụ giao diện FSC, giao diện OXC đường fiber hình thành cách fiber phía đầu vào đầu với Giao diện OXC với FSC thực GMPLS - CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TỔNG QT Trang 26 Hình 19: Mơ hình phân cấp LSP11 Hình 19 hiển thị ví dụ báo hiệu phân cấp Trong ví dụ này, mạng bao gồm nút 1, nút 2, nút 4, nút mà có giao diện PSC nút có giao diện LSC, có lớp gói tin lớp λ Ở đây, thử tạo PSC-LSP từ nút tới nút 5, giả sử LSC-LSP chưa tạo nút nút Đầu tiên, nút gửi tin PATH (PSC) tới nút C PSC dấu ngoặc đơn hình 19 loại chuyển mạch đối tượng yêu cầu nhãn mô tả phần 5.2 Bởi LSC-LSP chưa tạo nút nút 4, nút nhận tin PATH (PSC), gửi tin PATH (LSC) tới nút để tạo LSC-LSP Bản tin PATH (LSC) chuyển lên nút 4, tin RESV (LSC) tới nút xuyên qua nút 3, LSC-LSP tạo LSC-LSP nút nút trở thành đường kết nối thấy từ lớp gói tin, nút gửi PATH (LSC) tới nút Sau này, theo thủ tục tạo PSC-LSP gốc, tin PATH (PSC) tới nút 5, tin RESV (PSC) gửi ngược hướng đường tin PATH đến nút 1, tạo PSC-LSP hoàn tất 11 Naoaki Yamanaka, Kohei Shiomoto, Eiji Oki, GMPLS Technologies Broadband Backbone Networks and Systems, Chapter 8.6.1 GMPLS - CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TỔNG QT Trang 27 Nhìn vào ví dụ, cách sử dụng báo hiệu phân cấp, tạo cách tự động LSP lớp thấp việc sử dụng kích hoạt từ lớp cao để tạo LSP Giao thức quản lý đường kết nối – Link Management Protocol 6.1 Sự cần thiết LMP Để quản lý đường kết nối nút kế nhau, giao thức quản lý đường kết nối (LMP) giới thiệu giao thức GMPLS 12 Như mô tả phần 3, mặt phẳng liệu mặt phẳng điều khiển riêng biệt mạng GMPLS Điều giao diện khơng thể xác định xử lý chẳng hạn gói tin TDM, LSC, FSC Hai nút kế khơng cần có kênh điều khiển đường liên kết liệu sử dụng phương tiện truyền thông vật lý Kênh điều khiển dùng để điều khiển hoạt động giao thức định tuyến giao thức báo hiệu Kết cho thấy, khơng cần thiết trường hợp truyền liệu phải phù hợp kênh diệu, chí báo hiệu điều khiển truyền kênh điều khiển, ngược lại Khái niệm đường kết nối TE sử dụng mạng GMPLS Đường kết nối TE đường kết nối trừu tượng tạo bó nhiều đường liên kết sử dụng cho mục đích thuận tiện việc tính tốn đường LSP để tăng khả mở rộng giao thức định tuyến Như điều kiện mơ tả bên trên, khơng thể tương ứng đường kết nối TE với đường kết nối liệu mà phụ thuộc vào đường kết nối liên quan cách sử dụng giao thức thông thường Trong đường liên kết liệu kết nối nút đó, tương ứng cổng vật lý nút tới nút xa Hơn nữa, GMPLS, kênh điều khiển kênh liệu tách riêng với nhau, bao gồm giao diện nhận truyền tín hiệu quang trực tiếp mà không sử dụng chuyển đổi điện-quang Khi lỗi xảy kênh liệu, điều quan trọng vị trí lỗi phải xác định nhanh chống có thể, để thực khơi phục Tuy nhiên, giao thức thường mà kênh điều khiển kênh liệu khơng riêng biệt nhau, khơng thể xác định vị trí xảy lỗi đường kết nối liệu 12 Link Management Protocol (LMP) GMPLS - CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TỔNG QUÁT Trang 28 Do vậy, vai trò LMP tương ứng đường kết nối TE đến đường liệu phụ thuộc đến đường kết nối TE nút kế cận, tự động tương ứng cổng vật lý nút đến nút xa cho đường kết nối liệu kết nối tới nút này, để xác định vị trí lỗi đường kết nối liệu 6.2 Các loại đường liên kết liệu Trước mô tả chức LMP, mô tả loại đường liên kết phần Có hai loại đường liên kết liệu: đường kết nối thành phần, đường kết nối cổng Điều khác đường kết nối cổng đường kết nối thành phần sau Cổng đường kết nối vật lý tối thiểu chia nữa, đường kết nối thành phần đường kết nối vật lý tối thiểu chia cách sử dụng khe thời gian nhãn điều chỉnh Ở đây, giả sử đường kết nối TE đường kết nối liệu, hình 820 Trong hình 20 (a), đường kết nối TE bao gồm nhiều đường OC-192c pó lại Trong trường hợp này, tối thiểu đường kết nối vật lý OC-192c chia nhỏ đường Vì thế, đường kết nối luận lý tối thiểu đường kết nối OC-192c Có hai tham số để xác định đường kết nối luận lý tối thiểu: tham số xác định đường kết nối đường kết nối TE, tham số xác định giao diện giao diện cổng vật lý Trong trường hợp cổng, tham số xác định giao diện tương ứng cổng với nhãn Ngược lại, hình 20 (b), tối thiểu đường kết nối vật lý OC-192 (một đường kết nối thành phần) chia thành bốn đường OC-48c Vì thế, trường hợp này, đường kết nối vật lý tối thiểu OC48c Có tham cần xác định đường kết nối luận lý tối thiểu: tham số xác định đường kết nối để xác định đường kết nối TE, tham số xác định giao diện giao diện cổng vật lý, nhãn xác định khe thời gian OC-48c 6.3 Các chức LMP LMP có bốn chức năng:  Quản lý kênh điều khiển  Tương quan thuộc tính đường kết nối  Chứng nhận kết nối GMPLS - CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TỔNG QUÁT Trang 29  Quản lý lỗi Quản lý kênh điều khiển tương quan thuộc tính đường kết nối chức thiếu LMP, việc xác nhận kết nối quản lý lỗi chức kèm thêm Hình 20: Các loại đường kết nối liệu13 6.3.1 Quản lý kênh điều khiển Để chức LMP hoạt động, phải có kênh điều khiển hai hướng hai nút kết nối đường kết nối TE Khi kênh điều khiển hai hướng thiết lập, nút kết nối gọi LMP kế cận Chức quản lý kênh điều khiển để thiết lập quản lý kênh điều khiển 13 Naoaki Yamanaka, Kohei Shiomoto, Eiji Oki, GMPLS Technologies Broadband Backbone Networks and Systems, Chapter 8.6.3 GMPLS - CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TỔNG QUÁT Trang 30 Hình 21: Giao thức quản lý đường kết nối14 Hình 21 hiển thị ví dụ kênh điều khiển nút Trong ví dụ, kênh điều khiển sử dụng phương tiện vật lý khác so với sử dụng đường kết nối liệu, sử dụng phương tiện vật lý Giao tiếp liệu điều khiển nút kế cận thực thi giao thức IP Tất gói tin LMP hoạt động gói tin UDP (User Datagram Protocol) có số cổng LMP Trong giao tiếp giao thức IP, định tuyến IP chèn vào nút kế cận, giao tiếp giao thức IP khơng có hạn chế kênh điều khiển Kênh điều khiển sử dụng giao tiếp giao thức mở rộng OSPF mở rộng RSVP Kênh điều khiển hướng xác định tham số xác định kênh điều khiển Các kênh điều khiển cho hai hướng tương ứng cách sử dụng tin Config Bản tin Config gửi từ nút tới nút xa để thiết lập kênh điều khiển Lúc này, giao diện kênh điều khiển nút xa cần địa IP cấp phát động tĩnh Bản tin Config gồm tham số xác định kênh điều khiển cục bộ, tham số xác định nút phía gửi, tham số xác định tin, tham số Config, v.v Một tin LMP gửi cách bảo mật với tham số xác 14 Naoaki Yamanaka, Kohei Shiomoto, Eiji Oki, GMPLS Technologies Broadband Backbone Networks and Systems, Chapter 8.6.3.1 GMPLS - CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TỔNG QUÁT Trang 31 định tin 32-bit chức gửi lại Số lượng tham số xác định tin tăng trả đạt giá trị tối đa Nút từ xa nhận tin Config gửi tin tin ConfigACK, khơng có vấn đề nội dung tin Config, gửi tin ConfigNack nội dng truyền có vấn đề Trong trường hợp, kênh điều khiển đường kết nối khơng thiết lập, nút xa phải chỉnh sửa nội dụng tin Config cố thiết lập kênh điều khiển Khi kênh điều khiển thiết lập, giao thức LMP Hello kích hoạt Giao thức LMP Hello trao đổi tin Hello nút kế cận xác nhận kênh điều khiển bình thường Khi tin Hello khơng thể trao đổi, đường kết nối TE đưa vào trạng thái suy giảm họa động bình thường, kênh điều khiển khơng hoạt động bình thường Khi đường kết nối TE quay lại trạng thái bình thường từ trạng thái suy giảm, kênh điều khiển quay lại trạng thái thiết lập Tuy nhiên, đường kết nối TE phục hồi lại từ trạng thái suy giảm, đường kết nối TE bị kết nối 6.3.2 Sự tương quan thuộc tính đường kết nối Sự tương quan thực thi để đồng thuộc tính đường kết nối TE nút kế cận nhóm đường kết nối liệu (đường kết nối thành phần cổng) tới đường kết nối TE Điều thực thi sau đường kết nối TE thiết lập sau đường kết nối TE thiết lập cách tự động chức xác nhận kết nối mà chức kèm thêm LMP, cách sử dụng tin LinkSummary, tin LinkSummaryAck, tin LinkSummaryNack Như hình 21, có nhiều đường kết nối TE nút kế cận, đường kết nối TE có xác định đường kết nối nút hai đầu đường kết nối liệu (đường kết nối thành phần cổng) có tham số xác định giao diện nút hai đầu Xác định đường kết nối xác định giao diện thể IPv.4, IPv.6, không số địa Nó đồng thuộc tính đường kết nối TE nút kế cận cách nhóm đường kết nối liệu (đường kết nối thành phần cổng) đến đường kết nối TE với tin LinkSummary Bản tin LinkSummary bao gồm đối tượng đường kết nối TE đối tượng đường kết nối liệu Đối tượng đường kết GMPLS - CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TỔNG QUÁT Trang 32 nối TE phân biệt tham số xác định đường kết nối cục đường kết nối từ xa đường kết nối TE, thị xác nhận kết nối chức quản lý lỗi mà chức kèm thêm LMP hỗ trợ không Đối tượng đường kết nối bao gồm thông tin đường kết nối liệu (loại chuyển mạch giao diện, xác định giao diện, v.v) mà tạo đường kết nối TE Nút cục nhận tin LinkSummary từ nút xa kiểm tra nội dung tin LinkSummary đối chiếu lại thông tin đường kết nối TE mà nút cục sở hữu Thông tin đường kết nối TE mà đường kết nối nút cục sở hữu gồm thông tin sử dụng đường kết nối TE tự động thiết lập chức tự động xác nhận kết nối chức kèm thêm LMP thơng tin cầu hình sử dụng đường kết nối TE thiết lập tay Bản tin LinkSummaryAck gửi đến nút khởi tạo tin LinkSummary tham số xác định giao diện đường kết nối liệu phụ thuộc vào đường kết nối TE đồng ý với định nghĩa thuộc tính đường kết nối Khi nút nhận tin LinkSummnaryAck, thuộc tính đường kết nối TE nút kế cận xác nhận Nếu tham số xác định giao diện khơng đồng ý với nội dung, gửi tin LinkSummnaryNack bao gồm nội dụng có vấn đề Nút mà nhận tin LinkSummaryNack gửi tin LinkSummary phản hồi nội dung tin LinkSummaryNack tới nút kế cận Bản tin LinkSummary trở nên lớn số lượng đối tượng đường kết nối liệu tăng Vì vậy, lúc gửi nhận tin LMP, nút gửi gói tin LMP có chức phân chia mảnh gói tin IP, gói nhận gói tin LMP phải có chức lắp ghép gói tin IP phân chia mảnh 6.3.3 Xác nhận kết nối Có hai cách thiết lập đường kết nối TE: cách tự động tay Khi thiết lập tay, kết nối đường kết nối liệu phụ thuộc vào đường kết nối TE xác nhận tay, sau thuộc tính đường kết nối TE thiết lập hai nút hai đầu thơng tin cấu hình Chức xác nhận kết nối LMP chức thiết lập đường kết nối TE tự động Thật khó khăn để xác nhận kết nối đường kết nối liệu giao diện suốt gửi nhận báo hiệu quang với chuyển đổi chúng tới từ báo hiệu GMPLS - CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TỔNG QUÁT Trang 33 điện Vì thế, việc kết nối đường kết nối liệu phải xác nhận trước lưu lượng người dùng gửi tới Để làm vậy, đường kết nối liệu chuyển tới thiết bị gửi nhận báo hiệu điện nút hai đầu, sau tin Test gửi đến đường kết nối liệu để xác nhận kết nối Khi kết nối nhiều đường kết nối liệu cần xác nhận, không cần gửi đồng thời tin Test tới đường kết nối liệu, ý tốt để xác nhận kết nối đường kết nối liệu tới Nút hỗ trợ chức xác nhận kết nối phải kết nối giao diện để xác nhận thiết bị gửi nhận tin Test Ở nên ghi rằng, LMP, tin Test gửi đường kết nối liệu tất tin LMP khác gửi kênh điều khiển Chức xác nhận kết nối thực thi tin như: tin BeginVerify, tin BeginVerifyAck, tin BeginVerifyNack, tin EndVerify, tin EndVerifyAck, tin EndVerifyNack, tin Test, tin TestStatusSuccess, tin TestFailure, tin TestStatusAck Ở đây, mô tả hoạt động việc xác nhận kết nối thể hình 21 Để xem xét xác nhận kết nối đường kết nối TE tham số xác nhận đường kết nối số 13 nút A số 25 nút B 1- Nút A gửi tin BeginVerify xuyên qua kênh điều khiển Bản tin BeginVerify bao gồm tham số xác nhận cục số 13 đường kết nối TE nút A bắt đầu xác nhận kết nối đường kết nối liệu phụ thuộc vào đường kết nối TE đối chiếu nút B 2- Khi nút B nhận tin BeginVerify, tạo tham số xác nhận gán tham số đến đường kết nối TE từ nút A Tham số sử dụng nút B nhận tin Test từ nút A Nút B nhận tham số xác nhận đường kết nối số 13 nút A gửi tham số xác nhận đường kết nối cục số 25 nó, tham số xác nhận đường kết nối số 13, tham số xác nhận chèn vào tin BeginVerifyAck tới nút A 3- Khi nút A nhận tin BeginVerifyAck, tin Test gửi đường kết nối liệu với xác nhận giao diện số Bản tin Test gửi tham số xác nhận tới nút B tham số xác nhận giao diện cục tới nút A Khi tin Test gửi GMPLS - CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TỔNG QUÁT Trang 34 đường kết nối liệu, nút B kết nối giao diện đường kết nối liệu tới thiết bị nhận gửi báo hiệu điện để kiểm tra 4- Khi nút B nhận tin Test, tham số xác nhận giao diện nút A nút B gán với nhau, tin TestStatusSeccess tới nút A xuyên qua kênh điều khiển Bản tin TestStatusSuccess bao gồm tham số xác nhận giao diện tham số xác nhận hai nút Tham số xác nhận nhận đường kết nối TE xác nhận đường kết nối 5- Nút A gửi tin TestStatusSuccess tới nút B để thơng báo nhận tin TestStatusSuccess 6- Các thủ tục lặp lại để trì đường kết nối liệu xác nhận đường kết nối 7- Khi tất đường kết nối liệu kiểm tra, nút A gửi tin EndVerify xuyên qua kênh điều khiển tới nút B 8- Cuối cùng, nút B gửi tin EndVerifyAck tới nút A để nhận tin EndVerify xuyên qua kênh điều khiển Việc sử dụng thủ tục này, xác nhận việc kết nối đường kết nối liệu cách tự động 6.3.4 Quản lý lỗi Quản lý lỗi chức kèm theo LMP có vai trò xác định vị trí lỗi đường kết nối TE Khả kiểm tra lỗi đường kết nối TE xác định vị trí lỗi, điều bảo vệ mạng khơi phục từ trạng thái lỗi Chức quản lý lỗi thực cách sử dụng tin như: tin ChannelStatus, tin ChannelStatusAck, tin ChannelStatusRequest, tin ChannelStatusResponse Trong trường hợp giao diện suốt nhận gửi báo hiệu quang mà không chuyển đổi đến từ báo hiệu điện, phát đường kết nối liệu lỗi thực cách đo suy giảm tín hiệu lớp vật lý, chẳng hạn tắt tín hiệu quang Tuy nhiên, chức quyến định suy giảm lớp vật lý độc lập với chức LMP GMPLS - CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TỔNG QUÁT Trang 35 Khi lỗi xảy đường kết nối liệu nút, xảy tất nút phía xi hướng LSP phát lỗi tạo nhiều cảnh báo mà khơng phát vị trí lỗi Xuôi/ngược hướng xác định hướng truyền liệu Để tránh tạo nhiều cảnh báo cho lỗi, chức thơng báo lỗi sẵn sàng việc sử dụng tin ChannelStatus LMP Để xác định đường kết nối bị lỗi nút kế cận, nút xi hướng phát lỗi LSP thông báo chúng phát lỗi đến nút ngược hướng cách sử dụng tin ChannelStatus Các nút ngược hướng kiểm tra xem lỗi đường kết nối ngược hướng phát không trái với lỗi đường kết nối xuôi hướng Nếu đường kết nối ngược hướng nhìn thấy từ nút bình thường, thơng báo có lỗi kết nối nút kế cận đến nút xuôi hướng cách sử dụng tin ChannelStatus Nếu lỗi phát nút ngược hướng thơng báo đường kết nối nút kế cận bình thường cách sử dụng tin ChannelStatus Nếu tin ChannelStatus không gửi từ nút ngược hướng, gửi tin ChannelStatusRequest tới nút ngược hướng Khi vị trí lỗi đường kết nối liệu xác định, trình khôi phục từ lỗi thực giao thức báo hiệu Mơ hình ngang hàng mơ hình phủ kính Từ quan điểm hoạt động mạng, GMPLS hỗ trợ hai mơ hình, mơ hình ngang hàng (Peer Model) mơ hình phủ kính (Overlay Model) Hình 22 hình 23 thể mơ hình ngang hàng mơ hình phủ kính Phần này, mơ tả mạng gồm có định tuyến IP OXC GMPLS - CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TỔNG QUÁT Trang 36 Hình 22: Mơ hình ngang hàng15 7.1 Mơ hình ngang hàng Như hình 22, mơ hình ngang hàng, tất định tuyến IP OXC với mạng tồn nút ngang hàng, điều tương đương, chúng điều khiển mặt phẳng điều khiển Các định tuyến IP OXC lấy thơng tin mạng topo tất lớp gói tin lớp λ Địa IP đặt cho định tuyến IP OXC phải hệ thống địa Bởi mơ hình ngang hàng hoạt động mặt phẳng điều khiển nhất, vẽ đầy đủ giá trị phân cấp LSP nhiều lớp kỹ thuật lưu lượng mà tính đặc trưng GMPLS cho mạng với cấu trúc lớp phức tạp Hơn nữa, mô hình ngang hàng có giá trị, thực thi việc bảo vệ hai đầu cuối khôi phục chí có nhiều lớp xen kẽ với Tuy nhiên, mơ hình ngang hàng, trạng thái đường kết nối lớp quảng bá tới nút, lượng lớn thông tin chuyển đổi xuyên qua mặt phẳng điều khiển Hơn nữa, kỹ thuật lưu lượng nhiều lớp thực thi xem xét trạng thái kết nối tất lớp, số lượng tính tốn cần thiết trở nên rộng lớn Với khả mở rộng vấn đề này, thật khó khăn để nhận mơ hình ngang hàng hồn hảo Ngược lại, mơ hình phủ kính giải vấn đề mở rộng 15 Naoaki Yamanaka, Kohei Shiomoto, Eiji Oki, GMPLS Technologies Broadband Backbone Networks and Systems, Chapter 8.7.1 GMPLS - CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TỔNG QUÁT Trang 37 Trong tương lai gần, mong đợi mơ hình ngang hàng hồn hảo thực giai đoạn cách giới thiệu mơ hình ngang hàng sang mơ hình phủ kính 7.2 Mơ hình phủ kính Như hình 23, mơ hình phủ kính tách riêng sang mặt phẳng điều khiển IP mặt phẳng điều khiển quang, hai kết nối UNI (User Network Interface) Lớp IP biết mơ hình topo lớp λ, OXC khơng thể biết mơ hình topo lớp gói tin Bởi vì, mặt phẳng điều khiển tách riêng, địa IP định tuyến IP địa IP OXC có từ hệ thống địa khác Hình 23: Mơ hình phủ kính16 Mơ hình phủ kính xem mơ hình client-server (lớp thấy client, lớp thấy server) Khi yêu cầu tạo LSP (PSC-LSP) định tuyến IP đưa ra, lớp gói tin yêu cầu lớp λ xuyên qua UNI quang để đặt tài nguyên mạng mong muốn khơng Nếu có thể, tạo LSP 16 Naoaki Yamanaka, Kohei Shiomoto, Eiji Oki, GMPLS Technologies Broadband Backbone Networks and Systems, Chapter 8.7.2 GMPLS - CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TỔNG QUÁT Trang 38 định tuyến IP cách sử dụng tài nguyên lớp λ (ví dụ: LSCLSP) Tính đặc trưng mơ hình phủ kính thế, mặt phẳng điều khiển lớp cao lớp thấp tách riêng với nhau, khơng có vấn đề mở rộng thấy mơ hình ngang hàng Hơn nữa, với lớp cao, cập nhật mặt phẳng điều khiển thành phần mạng, nút, cách độc lập với Cái chấp nhận đến quan hệ lớp cao với lớp thấp Mơ hình ngang hàng khai thác đầy đủ thuận lợi GMPLS, kỹ thuật lưu lượng đa lớp, lợi ích khả mở rộng, mơ hình phủ kính hạn chế việc sử dụng đầy đủ chức GMPLS cách chia mặt phẳng điều khiển thành hai lớp Một số xem xét mơ hình phủ kính bước giới thiệu ứng dụng mang GMPLS Các thuận lợi kỹ thuật lưu lượng đa lớp mơ hình ngang hàng thuận lợi khả mở rộng với mặt phẳng điều khiển mơ hình phủ kính thỏa hiệp Lựa chọn mơ hình tốt cho mạng GMPLS (mơ hình ngang hàng mơ hình phủ kính) tranh luận với tổ chức chuẩn hóa, gồm IETF OIF (Optical Internetworking Forum) GMPLS - CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TỔNG QUÁT Trang 39 KẾT LUẬN Thành tựu lĩnh vực thành phần quang tận dụng cho việc giới thiệu tất mạng quang tất khu vực vận chuyển thông tin đề nghị người thiết kế hệ thống tạo giải pháp cho phép phát triển thuận tiện, nhanh chóng mạng viễn thơng Gần đây, thiết bị chuyển mạch quang IP phát triển, chúng hoạt động theo mặt phẳng điều khiển GMPLS chung để hỗ trợ kỹ thuật lưu lượng đầy đủ tính sở hạ tầng suốt quang đại Ưu điểm phương pháp dựa giao thức triển khai rộng rãi tồn nhiệm vụ quản lý kỹ thuật mạng thực thống liệu miền quang Hơn nữa, cung cấp tảng chức đáp ứng kỳ vọng tương lai liên quan đến cách mạng làm việc dịch vụ cung cấp cho khách hàng Chúng ta hình dung mạng có sử dụng mặt phẳng điều khiển GMPLS chung tất thành phần mạng làm việc để tự động thiết lập đường quang xuyên qua mạng Đây mạng quang cung cấp băng thông cao phần mười giây, cho phép tạo doanh thu dịch vụ tiết kiệm chi phí đáng kể cho nhà cung cấp dịch vụ Tất kế hoạch thành công phải dựa vào sở hạ tầng quang GMPLS, môi trường làm việc với tốc độ ánh sáng GMPLS - CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TỔNG QUÁT Trang 40 Tài liệu tham khảo [1] Kompella, K and Rekhter, Y., OSPF Extensions in Support of Generalized MPLS, IETF draft, http://www.ietf.org/rfc/rfc4203.txt, Oct 2005 [2] Kompella, K et al., Link Bundling in MPLS Traffic Engineering, IETF draft, http://tools.ietf.org/html/draft-ietf-mpls-bundle-06, Dec 2004 [3] Banerjee, A et al., Generalized multiprotocol label switching: an overview of signaling enhancements and recovery techniques, IEEE Commun Mag., Vol 39, Issue7, 144–151, 2001 [4] Lang, J et al., Link Management Protocol (LMP), IETF draft, http://tools-.ietf.org/html/draft-ietf-ccamp-lmp-10 Oct 2003 (work in progress) [5] Naoaki Yamanaka, Kohei Shiomoto, Eiji Oki, GMPLS Technologies Broadband Backbone Networks and Systems, CRC Press Taylor & Francis Group, 2006 GMPLS - CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TỔNG QUÁT ... gian thực Ngồi ra, dịch vụ cung cấp tăng tốc đáng kể GMPLS - CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TỔNG QUÁT Trang CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TỔNG QUAT Từ MPLS đến MPλS /GMPLS Gần đây, công nghệ WDM truyền... techniques GMPLS - CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TỔNG QUÁT Trang thức định tuyến cách thiết lập đường bước sóng sử dụng giao thức báo hiệu Do đó, nói MPλS giao thức áp dụng khái niệm nhãn sử dụng MPLS... rộng RSVP-TE gồm: Yêu cầu nhãn, Đường báo hiệu hai chiều GMPLS - CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TỔNG QUÁT Trang 18 Thiết lặp nhãn Cấu trúc báo hiệu 5.2 Yêu cầu nhãn tổng quát Ở phần 2, mạng GMPLS,