Đồ án Chuyển mạch MPLS

MỤC LỤC MỤC LỤC i MỞ ĐẦU iv THUẬT NGỮ VIẾT TẮT vi CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Tổng quan NGN 1.1.1 Cấu trúc chức mạng NGN .9 1.1.2 Cấu trúc vật lý mạng NGN 10 1.2 Các công nghệ then chốt cho mạng hệ 12 1.2.1 IP 12 1.2.2 ATM 14 1.2.3 IP over ATM 15 1.2.4 MPLS .17 CHƯƠNG CHUYỂN MẠCH NHÃN 10 2.1 Khái niệm chuyển mạch nhãn 10 2.2 Lý dùng chuyển mạch nhãn 10 2.2.1 Tốc độ độ trễ .10 2.2.2 Khả đáp ứng 11 2.2.3 Tính đơn giản 12 2.2.4 Sử dụng tài nguyên 12 2.2.5 Điều khiển tuyến .12 2.3 Nhãn - địa 13 2.4 Định tuyến - quảng bá 15 2.5 Sự cần thiết cho QoS mạng 16 2.5.1 Chuyển mạch nhãn QoS 16 2.5.2 Sự đóng góp chuyển mạch nhãn .17 2.6 Sự thừa kế X.25 VC 17 2.6.1 Kênh ảo chuyển mạch nhãn 18 2.6.2 Frame Relay ATM .19 2.7 Hiện trạng khái niệm MPLS .19 2.8 Đường chuyển mạch nhãn 20 CHƯƠNG CƠ SỞ CHUYỂN MẠCH NHÃN 21 3.1 Lớp tương đương chức (FEC) .21 3.1.1 Độ đáp ứng chất hoạt động 21 Hà Trương Nhật Linh - Lớp D2001VT i 3.1.2 Thông tin dùng định chuyển tiếp 22 3.2 Các phương pháp định nhãn 23 3.2.1 Sự liên kết cục từ xa 23 3.2.2 Liên kết dòng lên dòng xuống 24 3.2.3 Liên kết điều khiển liên kết liệu chuyển động 24 3.3 Không gian nhãn phân nhãn .25 3.4 Router biên miền chuyển mạch nhãn 26 3.5 Ống chuyển mạch nhãn 27 3.6 Sự trao đổi nhãn 28 CHƯƠNG CHUYỂN MẠCH VÀ CHUYỂN TIẾP NHÃN 30 4.1 Sự phân chia mạng chuyển mạch chuyển tiếp 30 4.1.1 Chuyển mạch lớp 31 4.1.2 Định tuyến lớp 33 4.1.3 Chuyển mạch lớp 33 4.1.4 Chuyển mạch lớp 35 4.2 Ánh xạ từ lớp tới lớp .36 4.2.1 LSR lối vào 36 4.2.2 LSR trung gian 37 4.2.3 LSR lối 38 4.3 Chuyển mạch thẻ 38 4.3.1 Thành phần chuyển tiếp 38 4.3.2 Thành phần điều khiển 39 CHƯƠNG HOẠT ĐỘNG PHÂN BỔ NHÃN 44 5.1 Giao thức phân bổ nhãn 44 5.1.1 Bản tin LDP .45 5.1.2 Các FEC, không gian nhãn định danh .46 5.1.3 Phiên LDP .47 5.1.4 Quản lý phân bổ nhãn .48 5.1.5 Bản tin LDP .49 5.1.5.1 Mào đầu LDP 49 5.1.5.2 Mã hoá mã hoá độ dài kiểu (TLV) 50 5.1.5.3 Khuôn dạng tin LDP 50 5.1.5.4 Khuôn dạng chức TLV 51 5.1.5.5 Khuôn dạng chức tin LDP 53 5.2 Giao thức dành trước tài nguyên (RSVP) phân bổ nhãn .61 Hà Trương Nhật Linh - Lớp D2001VT ii 5.3 Giao thức định tuyến cổng miền (BGP) phân bổ nhãn 62 CHƯƠNG KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG 63 6.1 Định nghĩa kỹ thuật lưu lượng (TE) 63 6.1.1 Hoạt động định hướng lưu lượng định hướng tài nguyên 63 6.1.2 Tắc nghẽn nhỏ 64 6.2 Dịch vụ liên kết dựa QoS phân lớp dịch vụ 65 6.3 Kỹ thuật lưu lượng đặt lưu lượng 66 6.3.1 Hàng đợi lưu lượng 67 6.3.2 Hoạt động định tuyến 68 6.4 Trung kế lưu lượng, luồng lưu lượng tuyến chuyển mạch nhãn 69 6.4.1 Sự thu hút MPLS kỹ thuật lưu lượng 69 6.4.2 Dung lượng liên kết 70 6.4.3 Phân bổ tải trọng 70 6.4.4 Các thuộc tính trung kế lưu lượng 71 KẾT LUẬN .77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 Hà Trương Nhật Linh - Lớp D2001VT iii MỞ ĐẦU Trong năm qua, ngành công nghiệp viễn thông tìm phương thức chuyển mạch phối hợp ưu điểm IP ATM để đáp ứng nhu cầu phát triển mạng lưới giai đoạn Đã có nhiều nghiên cứu đưa có việc nghiên cứu cơng nghệ chuyển mạch nhãn MPLS Công nghệ MPLS kết phát triển cơng nghệ chuyển mạch IP sử dụng chế hốn đổi nhãn ATM để tăng tốc độ truyền gói tin mà khơng cần thay đổi giao thức định tuyến IP MPLS tách chức IP thành hai phần riêng biệt: chức chuyển gói tin chức điều khiển Bên cạnh đó, MPLS hỗ trợ việc quản lý dễ dàng Trong năm gần đây, MPLS lựa chọn để đơn giản hố tích hợp mạng mạng lõi Nó cho phép nhà khai thác giảm chi phí, đơn giản hoá việc quản lý lưu lượng hỗ trợ dịch vụ Internet Quan trọng cả, bước tiến việc đạt mục tiêu mạng đa dịch vụ với giao thức gồm di động, thoại, liệu … Vì vậy, em nhận đề tài nghiên cứu công nghệ chuyển mạch MPLS để hiểu rõ sâu chất, chế hoạt động MPLS Luận văn tốt nghiệp “Chuyển mạch MPLS ” bao gồm nội dung sau: Chương 1: Giới thiệu chung NGN công nghệ mạng hệ sau Chương 2: Giới thiệu chung chuyển mạch nhãn Chương 3: Giới thiệu sở hoạt động chuyển mạch nhãn Chương 4: Giới thiệu hoạt động chuyển mạch chuyển tiếp nhãn Chương 5: Giới thiệu hoạt động phân bổ nhãn Chương 6: Giới thiệu kỹ thuật lưu lượng sử dụng MPLS Do thời gian trình độ có hạn, nên chắn vấn đề đề cập đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận lượng thứ ý kiến đóng góp thầy, quan tâm Trong trình học tập Học viện cơng nghệ Bưu Chính Viễn Thơng thực đồ án tốt nghiệp, em xin chân thành cảm ơn thầy cô trực tiếp gián tiếp Hà Trương Nhật Linh - Lớp D2001VT iv giúp đỡ em hồn thành tốt chương trình học tập Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn cô giáo Thạc sĩ Nguyễn Thị Thanh Kỳ trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp Hà Nội, ngày 21 tháng 10 năm 2005 Sinh viên Hà Trương Nhật Linh Hà Trương Nhật Linh - Lớp D2001VT v THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Viết tắt AAL ARP ASP ATM Chú giải tiếng Anh ATM Adaptation Layer Addresss Resolution Protocol Automatic Protection Switching Asynchronous Transfer Mode BGP BTT CR Border Gateway Protocol Bidirectional Traffic Trunk Cell Router CR-LDP Constraint Routing LDP Chú giải tiếng Việt Lớp thích ứng ATM Giao thức phân giải địa Chuyển mạch bảo vệ tự động Phương thức truyền tải không đồng Giao thức định tuyến cổng miền Trung kế lưu lượng hai chiều Bộ định tuyến tế bào Giao thức phân phối nhãn định tuyến cưỡng CS Convergence Sublayer Phân lớp hội tụ CSR Cell Switching Router Thiết bị định tuyến chuyển mạch tế bào DLCI Data Link Connection Identifier Nhận dạng kết nối lớp liên kết liệu DVMRP Distance Vector Multicast Giao thức định tuyến multicast Routing Protocol theo vec tơ khoảng cách EGP Edge Gateway Protocol Giao thức định tuyến cổng biên FDDI Fiber Distributed Data Interface Giao tiếp liệu cáp quang phân tán FEC Forwarding Equivalence Class Nhóm chuyển tiếp tương đương FR Frame Relay Chuyển mạch khung IGMP Internet Group Massage Giao thức tin nhóm internet Protocol IGP Interior Gateway Protocol Giao thức định tuyến miền LAN Local Area Network Mạng cục LANE Local Area Network Emulation Mô mạng cục LCA Least Common Ancestor Node gốc chung LC-ATM Label Control ATM Giao diện ATM điều khiển chuyển mạch nhãn LDP Label Distribution Protocol Giao thức phân phối nhãn LER Label Edge Router Router chuyển mạch nhãn biên LFIB Label Forwarding Information Cơ sở liệu chuyển tiếp nhãn Base Hà Trương Nhật Linh - Lớp D2001VT vi LIB Label Information Base LSFT Label Switch Forwording Table LSP LSR Label Switched Path Label Switching Router MAC Media Access Controller MG MPLS MSC MSF Media Gateway MultiProtocol Label Switching Multicast Server Model MultiService Switch Forum MTBF Mean Time Between Failure NGN NLPID OSPF Next Generation Network Network Layer Protocol Identifier Open Shortest Path First PID PML PP PSL QoS RPR RSVP TAT TCP TDP TE TIB TDP TLV TSR UDP UPC VCI VPI Protocol Identifier Path Merging LSR Protected Path Path Switching LSR Quality of Service Resilient Packet Ring Resource Reservation Protocol Theoretical Arrival Time Transmission Control Protocol Tag Distribution Protocol Traffic Engineering Tag Information Base Tag Distribution Protocol Type-Length-Value Tag Switching Router User Data Protocol Usage Parameter Control Vitual Chennel Identifier Vitual Path Identifier Hà Trương Nhật Linh - Lớp D2001VT vii Bảng thông tin nhãn định tuyến Bảng chuyển tiếp chuyển mạch nhãn Tuyến chuyển mạch nhãn Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn Thiết bị điều khiển truy nhập mức phương tiện truyền thông Cổng chuyển đổi phương tiện Chuyển mạch nhãn đa giao thức Mơ hình máy chủ multicast Diễn đàn chuyển mạch đa dịch vụ Thời gian trung bình hai lỗi liên tiếp Mạng hệ sau Nhận dạng giao thức lớp mạng Giao thức định tuyến đường ngắn Giao thức multicast độc lập LSR hợp Tuyến bảo vệ LSR chuyển mạch đường Chất lượng dịch vụ Vòng gói khơi phục nhanh Giao thức giành trước tài nguyên Thời gian đến lý thuyết Giao thức điều khiển truyền dẫn Giao thức phân phối thẻ Kỹ thuật lưu lượng Cở sở thông tin thẻ Giao thức phân bổ thẻ Giá trị-chiều-dài kiểu Router chuyển mạch thẻ Giao thức liệu người dùng Điều khiển tham số sử dụng Nhận dạng kênh ảo Nhận dạng đường ảo WAN Wide Area Network TTL Time To Live MPLSCP MPLS Conrol Protocol Hà Trương Nhật Linh - Lớp D2001VT Mạng diện rộng Thời gian sống Giao thức điều khiển MPLS viii Đồ án tốt nghiệp đại học chung Chương Giới thiệu CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Tổng quan NGN Trong nhiều năm gần đây, công nghệ viễn thông trăn trở vấn đề phát triển công nghệ dùng mạng để hỗ trợ nhà khai thác bối cảnh luật viễn thơng thay đổi nhanh chóng, cạnh tranh ngày khốc liệt Khái niệm mạng hệ (hay gọi mạng hệ sau - NGN) đời với việc tái kiến trúc mạng, tận dụng tất ưu công nghệ tiên tiến nhằm đưa nhiều dịch vụ mới, mang lại nguồn thu mới, góp phần giảm chi phí khai thác đầu tư ban đầu cho nhà kinh doanh Một chiến lược để phát triển nhịp nhàng từ mạng sang kiến trúc mạng quan trọng nhằm giảm thiểu yêu cầu đầu tư giai đoạn chuyển tiếp, sớm tận dụng phẩm chất mạng NGN Tuy nhiên, bước tiến trình chuyển tiếp cần tạo điều kiện dễ dàng cho mạng để rốt phát triển sang kiến trúc NGN dựa chuyển mạch gói Bất giải pháp chọn lựa hệ thống chuyển mạch truyền thống phải tồn bên cạnh phần tử mạng công nghệ nhiều năm tới Mạng hệ sau tổ chức dựa nguyên tắc sau: - Đáp ứng nhu cầu cung cấp loại hình dịch vụ viễn thơng phong phú đa dạng, đa dịch vụ, đa phương tiện - Mạng có cấu trúc đơn giản - Nâng cao hiệu sử dụng, chất lượng mạng lưới giảm thiểu chi phí khai thác bảo dưỡng - Dễ dàng mở rộng dung lượng, phát triển dịch vụ - Độ linh hoạt tính sẵn sàng cao, lực tồn mạnh 1.1.1 Cấu trúc chức mạng NGN Cho đến nay, mạng hệ sau xu hướng phát triển mẻ, chưa có khuyến nghị thức Liên minh Viễn thông giới ITU cấu trúc Nhiều hãng viễn thơng lớn đưa mơ hình cấu trúc mạng hệ Alcatel, Ericssion, Nortel, Siemens, Lucent, NEC,… Bên cạnh việc đưa nhiều mơ hình cấu Hà Trương Nhật Linh - Lớp D2001VT Đồ án tốt nghiệp đại học chung Chương Giới thiệu trúc mạng NGN khác kèm theo giải pháp mạng sản phẩm thiết bị khác Các hãng đưa mơ hình cấu trúc tương đối rõ ràng giải pháp mạng cụ thể Alcatel, Siemens, Eicssion Nhìn chung từ mơ hình này, cấu trúc mạng có đặc điểm chung bao gồm lớp chức sau : - Lớp ứng dụng - Lớp điều khiển - Lớp truyền thông - Lớp truy nhập truyền dẫn Hình 1.1 Cấu trúc chức mạng NGN 1.1.2 Cấu trúc vật lý mạng NGN NGN cần hiểu mạng hệ sau hay mạng hệ mà mạng hệ mới, nên xây dựng phát triển mạng theo xu hướng NGN, người ta ý đến vấn đề kết nối mạng hệ sau với mạng hành tận dụng thiết bị viễn thơng có mạng nhằm đạt hiệu khai thác tối đa Trong mạng viễn thông hệ có nhiều thành phần cần quan tâm, ta cần nghiên cứu thành phần thể rõ nét tiên tiến NGN so với mạng viễn thông truyền thống Hà Trương Nhật Linh - Lớp D2001VT 10 Đồ án tốt nghiệp đại học Chương Chuyển mạch nhãn 6.1.2 Tắc nghẽn nhỏ Bất mạng quản lý lưu lượng người dùng sở yêu cầu phải giải vấn đề tắc nghẽn Việc quản lý tất lưu lượng người dùng để ngăn chặn tắc nghẽn khía cạnh quan trọng tranh QoS Tắc nghẽn làm giảm thông lượng làm tăng độ trễ Tắc nghẽn hồi chuông báo tử hiệu QoS Hầu hết mạng cung cấp quy tắc truyền dẫn cho người dùng Bao gồm thoả thuận lượng lưu lượng gửi tới mạng trước luồng lưu lượng bị điều chỉnh (điều khiển luồng) Điều khiển luồng thành phần đặc trưng để ngăn chặn tắc nghẽn mạng Thật dễ dàng để hiểu lo lắng nhà quản lý mạng gặp phải tắc nghẽn, dẫn đến suy giảm gay gắt hoạt động mạng độ thông qua độ đáp ứng thời gian Khi lưu lượng mạng đến điểm đó, tắc nghẽn nhẹ bắt đầu xảy ra, với giảm sút thơng lượng Hình 6.1 vấn đề Nếu điều tiếp diễn đường tuyến tính, khơng phải vấn đề phức tạp Tuy nhiên, thời điểm hoạt động mạng đạt đến cấp độ thơng lượng tụt xuống theo đường thẳng tắc nghẽn nghiêm trọng tích tụ lại gói hàng đợi Do đó, mạng phải cung cấp vài kỹ thuật để thông báo node mắc phải mạng tắc nghẽn xảy cung cấp kỹ thuật điều khiển luồng thiết bị người dùng bên mạng Hai kịch tắc nghẽn Tắc nghẽn tối thiểu mục đích hoạt động định hướng tài nguyên lưu lượng quan trọng Hình 6.1 việc tắc nghẽn diễn thời gian dài Với giả sử này, tắc nghẽn miêu tả cách Cách thứ nhất, đơn giản khơng có đủ tài ngun để cung cấp cho lưu lượng người dùng Cách thứ 2, phức tạp hơn, có đủ tài nguyên mạng để hỗ trợ QoS người dùng dòng lưu lượng không xếp hợp lý vào mạng Do đó, vài phần mạng khơng dùng đến phần khác bị chất đầy lưu lượng người dùng Đồ án tốt nghiệp đại học Chương Chuyển mạch nhãn Thơng lượng Ít tắc nghẽn Tắc nghẽn nghiêm trọng Yêu cầu sửa chữa Lưu lượng Hình 6.1 Các vấn đề tắc nghẽn tiềm tàng Vấn đề giải việc xây dựng mạng với băng tần rộng Vấn đề giúp đỡ việc ứng dụng kỹ thuật điều khiển tắc nghẽn hoạt động điều khiển cửa sổ lưu lượng với thông báo tắc nghẽn “receive not ready” Vấn đề chủ yếu băng tần rộng sử dụng nghèo nàn tài nguyên mạng khoảng thời gian có lưu lượng Nó giống cách xây dựng hệ thống giao thông tự mà chấp nhận lưu lượng dồn dập tất sáng tất đường trống rỗng Vấn đề thứ hai, định tài nguyên không hiệu qủa, thường xuyên gửi thông qua kỹ thuật lưu lượng Với tất điều này, tài nguyên sẵn có mạng Vấn đề tìm chúng hướng lưu lượng người dùng tới Nói chung, kết việc tắc nghẽn từ định tài nguyên khơng hiệu giảm việc làm theo hoạt động xử lý cân tải trọng, hướng lưu lượng tới liên kết node hiệu dụng Ý tưởng tắc nghẽn lớn nhỏ việc tránh đường cong khơng mong muốn (như hình 6.1) Hiển nhiên, kết thông lượng tăng lên, giảm việc trễ lưu lượng 6.2 Dịch vụ liên kết dựa QoS phân lớp dịch vụ Lưu lượng nhận xung quanh khái niệm gọi phân lớp dịch vụ bảng 6.1 Những phân lớp lưu lượng tương tự phân lớp dùng mạng ATM Các phân lớp định nghĩa với ý tới hoạt động sau: Đồ án tốt nghiệp đại học Chương Chuyển mạch nhãn - Điều chỉnh thời gian phía gửi phía nhận - Tốc độ bit (biến đổi số) - Các phiên kết nối có hướng phi kết nối bên gửi bên nhận - Sự liên tục tải trọng người dùng - Hoạt động điều khiển luồng - Tính tốn lưu lượng người dùng - Sự phân chia tái hợp PDU Lớp Đặc điểm Lớp A Tốc độ bít cố định (CBR), sở TDM, hướng kết nối, yêu cầu định thời, điều khiển luồng tối thiểu, tổn thất nhỏ phép Lớp B Tốc độ bít thay đổi (VBR), sở STDM, hướng kết nối, yêu cầu định thời, điều khiển luồng tối thiểu, tổn thất nhỏ phép Lớp C VBR, sở STDM, không yêu cầu định thời, hướng kết nối, điều khiển luồng cho phép, không cho phép tổn thất Lớp D VBR, sở STDM, không kết nối, không yêu cầu định thời, điều khiển luồng cho phép, không cho phép tổn thất Bảng 6.1 Các lớp lưu lượng 6.3 Kỹ thuật lưu lượng đặt lưu lượng Trong dạng đơn giản nó, kỹ thuật lưu lượng nỗ lực chiếm lấy nhu cầu QoS người dùng việc tạo tài nguyên mạng tốt để hỗ trợ nhu cầu Dĩ nhiên, tài nguyên mạng hạn chế Do đó, với mạng mà khơng có đủ băng tần (tốc độ liên kết cơng suất xử lý LSR) để hỗ trợ yêu cầu QoS người dùng thời điểm ngày, hoạt động kỹ thuật lưu lượng phải xếp lưu lượng Đồ án tốt nghiệp đại học Chương Chuyển mạch nhãn người dùng Điều nghĩa kỹ thuật phải đưa định cách thức hỗ trợ phân lớp khác lưu lượng người dùng Như miêu tả hình 6.2, việc xếp xảy lối vào LSR phải thiết lập hàng đợi hoạt động phân công ưu tiên lớp lưu lượng Trong ví dụ này, lớp lưu lượng phân vào hàng đợi khác lưu lượng báo hiệu đưa vào trước lớp lưu lượng khác, nguyên lý hoạt động chung Lưu lượng Báo hiệu Lớp/FEC A Lớp/FEC B LSR lối vào Liên kết vào mạng Lớp/FEC C Lớp/FEC D n Quyền trước Hình 6.2 Sắp xếp lưu lượng LSR lối vào 6.3.1 Hàng đợi lưu lượng Nhiều hệ thống ngày nay, đặc biệt router hỗ trợ nhiều loại hàng đợi Các loại thường thấy là: - Hàng đợi FIFO: Truyền dẫn gói dựa yêu cầu đến chúng MPLS dùng phương pháp cho việc đưa FEC - Hàng đợi ngang khối lượng (WFQ): tần khả dụng dọc theo hàng đợi lưu lượng chia dựa khối lượng Đưa lưu lượng nó, lớp lưu lượng xử lý ngang Điều thường dùng toàn lưu lượng hoà hợp nhiều lớp lưu lượng Lưu lượng lớp A hoà hợp với khối lượng lớn tức lưu lượng lớp D WFQ phù hợp với việc quản lý luồng MPLS - Hàng đợi theo yêu cầu (CQ): Băng tần phân cân xứng cho lớp lưu lượng Nó đảm bảo mức dịch vụ tới tất lớp dịch vụ Đồ án tốt nghiệp đại học Chương Chuyển mạch nhãn - Hàng đợi ưu tiên (PQ): Tất gói thuộc lớp ưu tiên cao truyền trước lớp có độ ưu tiên thấp Do đó, vài lưu lượng truyền lưu lượng khác chịu phí tổn 6.3.2 Hoạt động định tuyến Trong mạng Internet tại, tuyến bên gửi bên nhận thiết lập phân bổ định tuyến OSPF BGP Những giao thức thiết kế cho tuyến tài nguyên, chúng dựa sở đường ngắn (số lượng hop nhỏ nhất) Chúng xây dựng tuyến dựa cấu hình mạng mà khơng dựa băng tần mạng Thêm vào đó, chúng không quan tâm đến lớp lưu lượng tuyến thiết lập Do đó, nhiều mạng phải đáp ứng kỹ thuật để tải liên kết cân node mà không chọn giao thức định tuyến Tôi tới G qua B Tôi tới G qua B A Tôi tới G B Tôi tới G Tôi tới G D Tôi tới G C Tôi tới G E Tôi bên cạnh G Host G F Hình 6.3 Phương thức tiếp cận Đồ án tốt nghiệp đại học Chương Chuyển mạch nhãn Ví dụ hình 6.3, router A thông báo giao thức định tuyến để đến host G thơng qua đường dẫn khả thi, tới C tới B Với giao thức định tuyến điển hình, tuyến đường qua C tuyến đường có số lượng hop để tới đích Tuyến đường tốt tuyến khác Nhưng liên kết router A C bị tắc nghẽn liên kết khơng phải liên kết dung lượng cao lưu lượng tập trung vào tuyến A – B tuyến A – C khơng dùng Tất nhiên, ta đo lường sức mạnh lưu lượng tới phần mạng mà không sử dụng Nhưng hầu hết liên kết truyền thông mạng làm thay đổi dung lượng chúng nhiệm vụ lớn để dùng kỹ thuật định tuyến IP quy ước để khắc phục vấn đề sử dụng hay không sử dụng phần mạng Trong mạng phức tạp Internet, IP giao thức định tuyến Internet chứng minh đầy đủ nhiệm vụ 6.4 Trung kế lưu lượng, luồng lưu lượng tuyến chuyển mạch nhãn Một khía cạnh quan trọng kỹ thuật lưu lượng MPLS (MPLS TE) phân biệt trung kế lưu lượng, luồng lưu lượng LSP Một trung kế lưu lượng tập hợp luồng lưu lượng phân lớp đặt LSP Một trung kế lưu lượng có liên kết riêng với (các địa chỉ, số cổng) Một trung kế lưu lượng định tuyến phận LSP Do đó, tuyến đường mà luồng trung kế lưu lượng bị thay đổi MPLS TE liên quan đến việc trao đổi trung kế lưu lượng tới liên kết vật lý mạng thông qua tuyến chuyển mạch nhãn 6.4.1 Sự thu hút MPLS kỹ thuật lưu lượng Một số khái niệm giải thích, nhận mạng sở MPLS gửi tới hoạt động TE vì: - Chuyển mạch nhãn không bị cưỡng ép lệnh chuyển tiếp IP quy ước có giao thức định tuyến IP sở - Trung kế lưu lượng trao đổi tuyến chuyển mạch nhãn - Các thuộc tính liên kết với trung kế lưu lượng Đồ án tốt nghiệp đại học Chương Chuyển mạch nhãn - Chuyển tiếp IP cho phép tập hợp địa MPLS cho phép tập hợp không - Định tuyến sở cưỡng ép liên quan dễ dàng tới hoạt động - MPLS hoạt động với giá thấp ATM 6.4.2 Dung lượng liên kết MPLS TE nhận thực tế băng tần dung lượng liên kết mạng ngưòi phân xử cuối cho việc định kỹ thuật lưu lượng Để giải thích điều này, xem xét SONET OC-3 liên kết với dung lượng 155,52 Mbit/s chấp nhận lớn 353207 tế bào ATM giây Không nhiều 353 nghìn tế bào giây đặt vào liên kết vật lý Kết quả, nhiệm vụ kỹ thuật lưu lượng để tạo hiệu cho việc dùng liên kết với hoạt động sau: loại bỏ lưu lượng từ giao diện liên kết tốc độ lưu lượng vượt tốc độ băng tần liên kết đặt thêm lưu lượng vào lưu lượng liên kết tốc độ lưu lượng nhỏ tốc độ băng tần liên kết 6.4.3 Phân bổ tải trọng Trong nhiều trường hợp, tạo hoạt động để phân bổ lưu lượng dọc theo trung kế lưu lượng song song vài trường hợp dọc theo tuyến khác LSR mạng vật lý Đối với hoạt động đầu tiên, nhiều trung kế lưu lượng thiết lập node lân cận (liên kết LSR A - F), cho phép trung kế lưu lượng mang phần tổng tải lưu lượng Phương pháp phổ biến ngày thực nhiều mạng SS7 B D F A C Trung kế lưu lượng Hình 6.4 Phân bổ tải trọng E Đồ án tốt nghiệp đại học Chương Chuyển mạch nhãn Hoạt động thứ hai, việc phân bổ tải lưu lượng vào vào trung kế khác node khác mạng Đây vấn đề phức tạp 6.4.4 Các thuộc tính trung kế lưu lượng MPLS TE thiết lập thuộc tính sau cho trung kế lưu lượng : - Sự phù hợp với ý tưởng lớp tương đương chức (FEC), trung kế lưu lượng hoà hợp luồng lưu lượng thuộc lớp Ví dụ muốn đặt lớp lưu lượng khác vào FEC chất lưu lượng không cần thiết - Một trung kế lưu lượng có khả đóng gói FEC LSR lối vào LSR lối - Các trung kế lưu lượng thông qua nhãn FEC khả định tuyến - Một trung kế lưu lượng di chuyển từ đường tới đường khác điều có nghĩa khác biệt LSP mà qua - Một trung kế lưu lượng không định hướng thực tế trung kế liên kết với miễn chúng tạo huỷ bỏ đồng thời Sự kết hợp gọi trung kế lưu lượng hai chiều (BTT) Hai BTT qua tuyến vật lý giống muốn làm điều hai luồng cặp chặt chẽ vấn đề ảnh hưởng thời gian thực Ví dụ, trung kế lưu lượng qua nhiều LSR đối tác nó, ảnh hưởng tới chất lượng tác động qua lại Trong bất cứ, trường hợp nào, BTT gọi cấu hình đối xứng trung kế lưu lượng nằm tuyến vật lý, gọi cấu hình bất đối xứng chúng định tuyến qua tuyến vật lý khác Thuộc tính trung kế lưu lượng kỹ thuật lưu lượng Một trung kế lưu lượng có tham số để nhận diện thuộc tính Lần lượt, thuộc tính ảnh hưởng tới đặc trưng hoạt động nó, cách lưu lượng xử lý mạng Giá trị thuộc tính phân quản lý mạng phần mềm có khả tự động kiểm tra FEC tiêu chuẩn (các địa chỉ, số cổng PID) thiết lập tham số Các thuộc tính quan trọng trung kế lưu lượng kỹ thuật lưu lượng liệt kê Đồ án tốt nghiệp đại học Chương Chuyển mạch nhãn - Thuộc tính tham số lưu lượng - Thuộc tính hợp đồng - Thuộc tính lựa chọn trì tuyến - Thuộc tính ưu tiên - Thuộc tính dành riêng trước - Thuộc tính đàn hồi Tham số lưu lượng thuộc tính hoạt động Hai thuộc tính nhóm mối quan hệ đóng chúng Chúng tương tự điều khiển tham số sử dụng (UPC) ATM Cả MPLS TE ATM UPC chiếm lấy FEC lưu lượng, lưu lượng điều khiển giám sát, kiểm tra giá trị lưu lượng vào mạng node lối vào ATM UPC lưu giữ toàn mạng tạo nên chắn để giá trị VPI VCI vào mạng Đối với MPLS, hoạt động tương đương đòi hỏi việc giám sát FEC liên kết nhãn Một vài đặc điểm khác cần thiết thuộc tính này: - Khả phát từ chối lưu lượng - Khả với tham số thay đổi kiểm tra - Một đáp ứng nhanh chóng tới người dùng vi phạm thoả thuận họ - Giữ hoạt động người dùng từ chối suốt tới người dùng từ chối Thuật tốn tốc độ gói gói chung (GC/PRA) Nhiều hoạt động dùng thuật tốn tốc độ gói chung ATM cho hoạt động hợp đồng thực Hình 6.5 thuật tốn khả thi GC/PRA thực thuật toán thời gian ảo thuật toán leaky bucket trạng thái tiếp diễn Hai thuật toán phục vụ mục đích : tạo chắn để tế bào làm theo (đến giới hạn thời gian đến mong đợi) không làm theo (đến sớm giới hạn thời gian đến mong đợi) Thuật toán ứng dụng cho tế bào, gói, khung khối liệu giao thức riêng biệt Hai định nghĩa cần giải thích là: đầu tiên, thời gian tới lý thuyết (TAT) thời gian tới danh nghĩa tế bào từ nguồn, giả sử nguồn gửi tế bào với khoảng cách ngang Thứ hai, tham số k tế bào thứ k dòng tế bào kết nối kênh ảo Đồ án tốt nghiệp đại học Chương Chuyển mạch nhãn Tế bào đến thời điểm Ta(k) Thuật toán thời gian ảo yes ) (k Ta T< ? TA no TAT=Ta(k) T )+ TA Ta(k > ? yes L no TAT=TAT+I Tế bào hợp lệ Tế bào đến thời điểm Ta(k) Thuật tốn gáo rò trạng thái tiếp diễn X’=X-Ta(k)-LCT ’< X Tế bào không hợp lệ ? X’=0 no > X’ yes L Tế bào khônng hợp lệ yes ? no X=X+I ; LCT=Ta(k) Tế bào hợp lệ Hình 6.5 Thuật toán tốc độ tế bào chung (GCRA) Đưa hai định nghĩa này, thuật toán thời gian ảo hoạt động sau: - Sau khi, tế bào Ta(1) đến, TAT khởi tạo thời gian thời Đồ án tốt nghiệp đại học Chương Chuyển mạch nhãn - Sau đó, thời gian đến tế bào thứ k (Ta(k)) trễ giá trị TAT, (trong lưu đồ thuật toán TAT < Ta(k)) tế bào phù hợp TAT cập nhật Ta(k), cộng thêm số gia I - Nếu thời gian đến tế bào thứ k (Ta(k)) nhỏ TAT lớn TAT – L (trong lưu đồ thuật toán TAT > Ta(k) + L) tế bào phù hợp TAT cộng thêm số gia I - Tế bào không phù hợp thời gian đến tế bào thứ k nhỏ TAT – L, trường hợp TAT khơng thay đổi Thuật tốn thuật tốn gáo rò (leaky bucket) xem gáo có dung tích hạn chế mà bị chảy liên tục với tốc độ đơn vị dung tích đơn vị thời gian Dung tích tăng lên việc cộng thêm số gia I tế bào hợp lệ Ở trạng thái bình thường, tế bào đến, dung lượng gáo nhỏ giới hạn L tế bào hợp lệ Còn với trường hợp lại khơng hợp lệ Dung tích gói L + I (vượt qua giới hạn đếm) Thuật tốn gáo rò hoạt động sau: - Khi tế bào Ta(1) đến, dung tích gáo X lập thời gian hợp lệ cuối Ta(1) - Tại thời điểm tế bào thứ k (Ta(k)) đến, dung tích gáo cập nhật X’ Với cập nhật này, sau tế bào hợp lệ cuối đến, X’ dung tích gáo X trừ dung tích gáo bị chảy từ tế bào hợp lệ cuối đến Trong lưu đồ thuật toán là: X’=X-Ta(k)-LCT - Dung tích gáo khơng phép từ chối X’=0 Trong lưu đồ thuật toán X’