GMPLS và kỹ thuật lưu lượng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ HUỲNH TUYẾT VY GMPLS VÀ KỸ THUẬT LƯU LƯNG Chuyên Ngành: Kỹ Thuật Vô Tuyến – Điện Tử Mã Số Ngành: 02.07.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP Hồ Chí Minh, 07/2007 Trang ABSTRACT In order to manage the explosively increasing Internet traffic more effectively, various traffic engineering and networking technologies have been proposed, developed and implemented With the recent developments in dense wavelength-division multiplexing (DWDM) technology, all optical network offer an unlimited potential for bandwidth MPLS architecture, which had been basically designed upon packet switching capability, recently has been generalized into GMPLS (Generalized MPLS) to include other switching capability, such as TDM circuit switching, fiber/lamda switching with generalized label GMPLS supports not only devices that perfom packet swiching but also those that perfom switching in the time, wavelength, space domain The development of GMPLS requires modifications tocurrent signaling and routing protocols This thesis, named “GMPLS Traffic Engineering”, focuses on some modifications and additions which are required extensions to the MPLS routing and signaling protocol to satisfy GMPLS It includes that overview GMPLS, a new Link management protocol (LMP) designed to address issues related to the link management in optical network, enhancements to OSPF routing protocol to advertise availability of optical resources, enhancements to the RSVP, CR-LDP signaling protocol for traffic engineering purpose that allow a LSP to be explicitly specified across the optical core This thesis chooses GLASS (GMPLS Lightwave Agile Switching Simulator) simulator which is implemented with Jave programming language on the SSFNet to test and evaluate the inter-operability and effectiveness of IP/MPLS layer and WDM layer GMPLS VÀ KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG GVHD: PGS-TS Phạm Hồng Liên SVTH: Huỳnh Tuyết Vy Trang TÓM TẮT Một yêu cầu quan trọng cho mạng hệ kỹ thuật lưu lượng hiệu để quản lý đáp ứng lưu lượng Internet bùng nổ cung cấp bảo đảm chất lượng dịch vụ Giao thức IP trở thành giao thức chuẩn phổ biến cho dịch vụ mạng mới, lưu lượng IP tăng nhanh thay dần loại giao thức khác Cũng nhằm mục đích cung cấp băng thơng u cầu hiệu cho nhiều dịch vụ, mạng quang DWDM phát triển triển khai mạng chuyển mạch xương sống Cùng với phát triển truyền dẫn quang, công nghệ GMPLS đời cho phép linh hoạt kết nối hoạt động mạng IP/MPLS mạng truyền dẫn quang Bên cạnh đó, GMPLS đời quy luật tất yếu để tạo mặt phẳng điều khiển chung cho thiết bị có khả chuyển mạch khác (chuyển mạch ghép kênh phân thời gian, chuyển mạch gói, chuyển mạch bước sóng, chuyển mạch dãy bước sóng, chuyển mạch sợi quang) Trên mặt phẳng điều khiển chung, thiết bị trao đổi thông tin điều khiển thông tin quản lý lỗi giám sát liên kết (giao thức LMP), thông tin phân phối nhãn quản lý đường dẫn (giao thức báo hiệu GMPLS RSVP-TE GMPLS CR-LDP), thông tin phân phối trạng thái topo mạng (giao thức định tuyến GMPLS OSPF GMPLS IS-IS) Ý tưởng mở rộng MPLS thành GMPLS để điều khiển mạng quang ghép kênh phân thời gian TDM SONET/SDH gặp khơng thách thức Luận văn tập trung làm rõ số vấn đề để giải thách thức đó: • Kỹ thuật phân cấp LSP cho phép nhiều LSP miền MPLS lồng vào LSP miền quang (GMPLS) Kỹ thuật giới thiệu chương luận văn • Kỹ thuật bó nhiều liên kết liệu thành bó liên kết (hay liên kết lưu lượng) để giảm kích thước sở liệu trạng thái liên kết giao thức định tuyến Kỹ thuật trình bày chương • Q trình thiết lập, trì kênh điều khiển liên kết liệu để hình thành liên kết lưu lượng miền quang thông qua giao thức LMP trình bày chương • Một số mở rộng giao thức định tuyến OSPF-TE thành GMPLS OSPF-TE để quảng bá LSP miền quang kế cận chuyển tiếp (một loại GMPLS VÀ KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG GVHD: PGS-TS Phạm Hồng Liên SVTH: Huỳnh Tuyết Vy Trang liên kết lưu lượng) sử dụng giao thức định tuyến Các mở rộng trình bày phần chương phần chương • Một số mở rộng giao thức báo hiệu RSVP-TE thành GMPLS RSVP-TE (hoặc CR-LDP thành GMPLS CR-LDP) để thiết lập LSP xuyên qua miền quang dựa kết trình định tuyến Các mở rộng trình bày phần chương phần chương • Ngồi ra, luận văn đề cập đến cấu trúc hoạt động mạng IP quang WDM trình bày chương Đặc biệt, luận văn tập trung vào mô hoạt động mơ hình chồng lớp (overlay) mạng IP quang Cụ thể mô trình sử dụng tập giao thức GMPLS để phát hiện, khôi phục cố miền quang mô định tuyến ràng buộc (ràng buộc số thơng số lưu lượng) GMPLS Tóm tắt nội dung luận văn gồm chương sau: Chương 1: IP/MPLS WDM Giới thiệu sơ lược giao thức định tuyến, báo hiệu mạng IP/MPLS làm sở để trình bày nội dung liên quan đến GMPLS chương sau Chương 2: GMPLS Trình bày cấu trúc mạng yêu cầu, thách thức đặt miền GMPLS cách giải Chương 3: MPLamdaS Trình bày sơ lược cấu trúc hoạt động IP quang Chương 4: Định tuyến GMPLS Trình bày cải tiến, mở rộng giao thức định tuyến OSPF để giải yêu cầu đặt miền GMPLS Chương 5: Báo hiệu GMPLS Trình bày cải tiến, mở rộng giao thức báo hiệu RSVP CR-LDP để giải yêu cầu đặt miền GMPLS Chương 6: Giao thức LMP Trình bày tính năng, cách hoạt động giao thức LMP làm chức quản lý GMPLS Chương 7: Mơ Phỏng Tóm tắt sơ lược chức năng, cơng cụ phần mềm GLASS số kết mô GMPLS VÀ KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG GVHD: PGS-TS Phạm Hồng Liên SVTH: Huỳnh Tuyết Vy Trang i MỤC LỤC ™&˜ CHƯƠNG I: IP/MPLS WDM I/ Định Tuyến IP/MPLS: I.1/ Định tuyến IP cổ điển: I.2/ Định tuyến dựa ràng buộc (Constraint-Based Routing) 10 II/ Báo hiệu (điều khiển) IP/MPLS: .23 II.1/ RSVP RSVP-TE: 23 II.2/ CR-LDP 28 III/ Chuyển mạch nhãn MPLS: 30 III.1/ Ưu điểm chuyển mạch nhãn: 30 III.2/ Cấu trúc node MPLS: 31 III.3/ Các khái niệm MPLS: 32 III.4/ Phân phối (distribution) liên kết (binding) nhãn: 35 III.5/ Trao đổi nhãn chuyển tiếp lưu lượng: 35 IV/ Kỹ thuật lưu lượng IP/MPLS: 36 IV.1/ Định nghĩa Kỹ Thuật Lưu Lượng: 36 IV.2/ Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong Mạng IP/MPLS: 37 V/ WDM: 43 V.1/ Khái niệm 43 V.2/ Ưu điểm: 43 V.3/ Nhược điểm: 43 V.4/ Lịch sử phát triển: 44 V.5/ Một số khái niệm WDM: 44 CHƯƠNG II: GMPLS 46 I/ Giới thiệu: 46 GMPLS VÀ KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG GVHD: PGS-TS Phạm Hồng Liên SVTH: Huỳnh Tuyết Vy Trang ii II/ Các thách thức đặt muốn sử dụng MPLS để điều khiển mạng quang mạng ghép kênh phân thời gian SONET/SDH: 46 II.1/ Các thách thức: 46 II.2/ Cách giải quyết: 48 III/ Router chuyển mạch nhãn LSR đường dẫn chuyển mạch nhãn LSP miền GMPLS: .49 IV/ “Bó liên kết” (link bundle) GMPLS: 49 IV.1/ Liên kết (link) miền IP/MPLS: 49 IV.2/ Kế cận (Adjacencies) miền IP/MPLS: 49 IV.3/ Liên kết lưu lượng (TE link) miền IP/MPLS: 50 IV.4/ Liên kết lưu lượng (TE link) miền GMPLS: 50 IV.5/ “Bó liên kết” miền GMPLS: 51 IV.6/ Ràng buộc liên kết thành phần tạo bó liên kết: 52 IV.7/ Định tuyến bó liên kết: 53 IV.8/ Báo hiệu bó liên kết: 54 IV.9/ Các thông số lưu lượng bó liên kết: 54 V/ Phân cấp LSP GMPLS: 55 V.1/ Kế cận chuyển tiếp FA (Forwarding Adjacency) miền GMPLS: 55 V.2/ Khía cạnh định tuyến liên quan đến kế cận chuyển tiếp FA: 57 V.3/ Xác định biên đường dẫn chuyển mạch nhãn kế cận chuyển tiếp FALSP: 59 V.4/ Khía cạnh báo hiệu liên quan đến kế cận chuyển tiếp FA: 60 VI/ Các cải tiến giao thức định tuyến sang miền GMPLS: 63 VI.1/ Hỗ trợ liên kết (lưu lượng thành phần) không đánh số: 63 VI.2/ Quảng bá thông tin kiểu bảo vệ cho liên kết lưu lượng: 63 VI.3/ Quảng bá thơng tin nhóm liên kết có mức độ rủi ro SRLG: 65 VI.4/ Quảng bá thông tin khả chuyển mạch giao diện ISC (Interface Switching Capability): 65 VII/ Các cải tiến giao thức báo hiệu sang miền GMPLS: 68 GMPLS VÀ KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG GVHD: PGS-TS Phạm Hồng Liên SVTH: Huỳnh Tuyết Vy Trang iii VII.1/ Bản tin yêu cầu nhãn tổng quát: 68 VII.2/ Nhãn tổng quát: 68 VII.3/ Báo hiệu cho chuyển mạch dãy bước sóng (waveband): 70 VII.4/ Nhãn đề nghị: 70 VII.5/ Không gian nhãn: 71 VII.6/ LSP song hướng: 72 VII.7/ Xử lý nhãn tường minh: 74 VII.8/ Báo hiệu thông tin bảo vệ LSP: 74 VII.9/ Báo hiệu thông tin trạng thái quản trị: 75 VII.10/ Tách biệt kênh điều khiển kênh liệu: 75 VII.11/ Báo hiệu định danh giao diện (interface): 76 CHƯƠNG III: MPLamdaS 78 I/ MPLamdaS: 78 I.1/ Các mặt phẳng điều khiển liệu IP, MPLS quang: 79 I.2/ Các mơ hình hoạt động: 82 I.3/ Xếp chồng IP/MPLS/WDM: 84 II/ Tương quan mơ hình mạng quang kiến trúc MPLS: 89 II.1/ Sự tương đồng OXC LSR: 89 II.2/ Sự khác biệt OXC LSR: 89 II.3/ Sự tương đồng LSP OSP: 90 II.4/ Sự khác biệt LSP vàOSP: 90 II.5/ Yêu cầu chung cho mặt phẳng điều khiển OXC: 90 II.6/ Mặt phẳng điều khiển lưu lượng MPLS OXC: 92 CHƯƠNG IV: Định tuyến GMPLS 93 I/ Khác biệt định tuyến IP định tuyến miền quang: .93 II/ Cải tiến OSPF cho GMPLS: 94 II.1/ Link Local/Remote Identifier: 94 II.2/ Link Protection Type: 94 II.3/ Shared Risk Link Group (SRLG): 95 GMPLS VÀ KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG GVHD: PGS-TS Phạm Hồng Liên SVTH: Huỳnh Tuyết Vy Trang iv II.4/ Interface Switching Capability Descriptor: 95 CHƯƠNG V: Báo hiệu GMPLS 98 I/ RSVP: 98 I.1/ Bản tin Notify: 98 I.2/ Các thành phần bổ sung GMPLS RSVP-TE: 98 I.3/ Tiến trình thiết lập kết nối GMPLS RSVP-TE: .103 I.4/ Tiến trình xóa bỏ kết nối GMPLS RSVP-TE: 104 II/ CR-LDP: 105 II.1/ Các vấn đề liên quan đến định dạng nhãn: 105 II.2/ LSP song hướng: 106 II.3/ Thơng báo có lỗi nhãn: 107 II.4/ Xử lý nhãn tường minh: 107 II.5/ TLV bảo vệ: 108 II.6/ Thông tin trạng thái quản trị: 108 II.7/ Tách biệt kênh điều khiển kênh liệu: 108 II.8/ Xử lý cố/lỗi: 109 CHƯƠNG VI: Giao thức LMP Trong GMPLS 110 I/ Giới thiệu: 110 II/ Tổng quan giao thức LMP: 113 III/ Quản lý kênh điều khiển: .115 III.1/ Đàm phán thông số kết nối: 116 III.2/ Giao thức Hello: 116 IV/ Mối tương quan tính chất liên kết: .118 V/ Kiểm tra kết nối liên kết: 119 VI/ Quản lý, giám sát cố/lỗi: 123 VI.1/ Phát cố: 124 VI.2/ Cơ chế định vị cố/lỗi: .124 VI.3/ Ví dụ chế định vị cố: .125 GMPLS VÀ KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG GVHD: PGS-TS Phạm Hồng Liên SVTH: Huỳnh Tuyết Vy Trang v CHƯƠNG VII: Mô 128 I/ Giới thiệu công cụ mô phỏng: 128 I.1/ Một số công cụ mô mạng: 128 I.2/ Tổng quan công cụ mô GLASS: 129 I.3/ Kiến trúc thiết kế công cụ mô GLASS: 131 I.4/ Giao thức: .136 I.5/ Khả mô kiện GLASS: 137 I.6/ Khả hỗ trợ GMPLS miền quang WDM GLASS: 138 II/ Bài tốn mơ cụ thể: .140 II.1/ Mô MPLS mạng toàn quang: 140 II.2/ Mô kỹ thuật lưu lượng miền GMPLS: 148 GMPLS VÀ KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG GVHD: PGS-TS Phạm Hồng Liên SVTH: Huỳnh Tuyết Vy Trang CHƯƠNG I: IP/MPLS WDM ™&˜ I/ Định Tuyến IP/MPLS: I.1/ Định tuyến IP cổ điển: Định tuyến tập hợp giao thức họat động thiết bị lớp 3, mô tả cách thức hoạt động trao đổi thơng tin, tính tóan định đường chuyển tiếp gói tin đến đích mong muốn Các giao thức định tuyến IP chia làm loại: - Giao thức định tuyến Vector: giao thức RIP, RIPv2, RIPng, IGRP, EIGRP BGP - Giao thức định tuyến trạng thái liên kết (link-state): giao thức OSPF IS-IS Mục tiêu giao thức định tuyến tạo cho router mạng sở liệu địa đích mà router tiến đến để phục vụ cho chức chuyển tiếp gói Mỗi địa sở liệu gắn với interface gần đích đến địa router đường dẫn đến đích Cơ cở liệu gọi sở liệu thông tin định tuyến RIB (Routing Information Database), hay gọi bảng định tuyến Mỗi giao thức định tuyến phải gồm trình sau: - Q trình trao đổi địa đích thông tin liên quan đến chúng router mạng - Thuật tốn dùng thơng tin chia sẻ để tính đường ngắn đến đích đến sở liệu Sự khác loại giao thức định tuyến điểm khác cách thực trình I.1.1/ Giao thức định tuyến vector: tuyến đường IP xem vector (hướng, biên độ) với hướng địa nút mạng tùy theo loại giao thức định tuyến mà biên độ hiểu GMPLS VÀ KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG GVHD: PGS-TS Phạm Hồng Liên SVTH: Huỳnh Tuyết Vy Trang 151 LSR 1111 LSR 2222 1111 → 2222 2222 → 1111 LSP LSP 1111-100-200-400- 2222-400-200-100- 2222 1111 Hướng truyền Định danh LSP Đường định tuyến - Có LSP thơng thường cấu sau: Cặp LSR Thông tin LSP hướng LSP hướng Thời điểm thiết lập 15s 15s 111 → 666 666 → 111 LSP 10 LSP 11 Tường minh Định tuyến ràng Hướng truyền Định danh LSP LSR 111 Loại định tuyến LSR 666 buộc Đường định tuyến/ Thông số 111-222-444-333- Khơng có thơng số 555-666 ràng buộc → mặc định theo đường ràng buộc ngắn Thời điểm thiết lập Hướng truyền LSR 222 LSR 888 Định danh LSP Loại định tuyến 20s 20s 222 → 888 888 → 222 LSP 12 LSP 13 Tường minh Định tuyến ràng buộc Đường định tuyến/ Thông số 222-444-333-777- Băng thông cực đại 888 > 100kbps 15s 15s 1111 → 2222 2222 → 1111 LSP 14 LSP 15 Tường minh Định tuyến ràng ràng buộc LSR 1111 LSR 2222 Thời điểm thiết lập Hướng truyền Định danh LSP Loại định tuyến buộc GMPLS VÀ KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG GVHD: PGS-TS Phạm Hồng Liên SVTH: Huỳnh Tuyết Vy Trang 152 Đường định 1111-2222 tuyến/ Thông số Băng thông cực đại > 500kbps ràng buộc - Các tham số lưu lượng liên quan đến QoS cấu hình cho LSP thơng thường: o PDR = 50.000 bps o PBS = 10.000 bytes o CDR = 40.000 bps o CBS = 10.000 bytes o EBS = bytes II.2.4/ Theo vết trình báo hiệu GMPLS CR-LDP miền quang: Thiết lập LSP (LSP quang) LSR 333 LSR 555 bắt đầu báo hiệu O-UNI (dùng báo hiệu GMPLS CR-LDP) LSR 333 OXC 300 (LSR 333 xem client server OXC 300): LSR 333 gởi tin REQUEST (chứa thành phần TLV Generalized_Label_Request để yêu cầu nhãn tổng quát) đến OXC 300 OXC 300 nhận tin REQUEST, phân tích tin biết đường tường minh LSP qua miền quang (có qua OXC 400) Sau đó, gởi tiếp tin REQUEST đến OXC 400 OXC 400 nhận tin REQUEST, gởi tiếp tin yêu cầu nhãn đến LSR 555 thông qua báo hiệu giao diện O-UNI LSR 555 nhận tin REQUEST, kiểm tra tài nguyên, cấp phát nhãn 65545 (ứng với sợi quang bước sóng 9) ứng với ngõ vào Sau đó, LSR cập nhật bảng chuyển tiếp nhãn gởi tin MAPPING (chứa nhãn tổng quát 65545) cho OXC 400 OXC 400 nhận tin MAPPING (chứa nhãn 65545) từ LSR 555 Nhãn ứng với ngõ Nó kiểm tra tính sẵn sàng tài nguyên ứng với nhãn Tài nguyên ngõ sẵn sàng, cấp phát nhãn 65537 (sợi quang bước sóng 1) ứng với ngõ vào Sau đó, cập nhật bảng chuyển tiếp nhãn gởi tiếp tin MAPPING đến OXC 300 GMPLS VÀ KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG GVHD: PGS-TS Phạm Hồng Liên SVTH: Huỳnh Tuyết Vy Trang 153 OXC 300 nhận tin MAPPING (chứa nhãn 65537) từ OXC 400 Nhãn ứng với ngõ Nó kiểm tra tính sẵn sàng tài ngun ứng với nhãn Tài nguyên ngõ sẵn sàng, cấp phát nhãn (sợi quang bước sóng 2) ứng với ngõ vào Sau đó, cập nhật bảng chuyển tiếp nhãn gởi tiếp tin MAPPING đến LSR 333 LSR 333 nhận MAPPING (chứa nhãn 2) từ OXC 300 Nhãn ứng với ngõ Nó kiểm tra tính sẵn sàng tài nguyên ứng với nhãn Tài nguyên ngõ sẵn sàng, LSR 333 thiết lập thành công LSP (đường hầm cho LSP khác lồng vào để xuyên qua miền quang) Sau đó, cập nhật bảng chuyển tiếp nhãn (LSP LSR 333 LSR 555, ngõ gán nhãn 2) II.2.5/ Mơ q trình định tuyến ràng buộc GMPLS OSPF-TE: II.2.5.1/ Định tuyến ràng buộc để thiết lập LSP 11 LSR 666 LSR 111: Như nêu phần II.2.3.2/, trình thiết lập LSP 11 (LSP chiều về) từ LSR 666 đến LSR 111 thông qua giao thức định tuyến ràng buộc OSPF-TE LSP 11 dùng để truyền file từ server 10 đến client Do không khai báo ràng buộc thông số lưu lượng (như băng thông cực đại, băng thông dành sẵn cực đại, ) LSP này, nên mặc định giao thức định tuyến chọn đường ngắn để thiết lập LSP 11 Q trình tính tốn định tuyến diễn sau: • Sau LSP (LSP quang) thiết lập, LSP quảng bá kế cận chuyển tiếp FA LSR 333 LSR 555 sở liệu trạng thái liên kết (Link-state Database) • Sau LSP (LSP quang) thiết lập, LSP quảng bá kế cận chuyển tiếp FA LSR 1111 LSR 2222 sở liệu trạng thái liên kết • Dựa vào sở liệu trạng thái liên kết (chứa thông tin liên kết lưu lượng kế cận chuyển tiếp), thuật toán định tuyến CSPF-TE tính đường dẫn ngắn để thiết lập LSP 11 Trong số đường có LSR 666 LSR 111, chọn đường ngắn qua GMPLS VÀ KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG GVHD: PGS-TS Phạm Hồng Liên SVTH: Huỳnh Tuyết Vy Trang 154 LSR 666, LSR 2222, OXC 400, OXC 200, OXC 100, LSR 1111 LSR 111 để thiết lập LSP Hình VII.21: Định tuyến ràng buộc OSPF -TE để thiết lập LSP 11 Sau thiết lập LSP 11 thành công, khoảng thời gian từ t = 50s đến t = 300s, liệu truyền LSP 11 liệu file truyền server 10 client Do thông số tốc độ liệu thỏa thuận CDR (là băng thông - hay tài nguyên - mà thiết bị dọc theo LSP 11 cấp cho LSP này) cấu hình 40.000 bit/s nên thơng lượng trung bình đo LSP 11 xấp xỉ 40.000 bit/s Hình VII.22: Thơng lượng trung bình đo LSP 11 qua nút 111 GMPLS VÀ KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG GVHD: PGS-TS Phạm Hồng Liên SVTH: Huỳnh Tuyết Vy Trang 155 II.2.5.2/ Định tuyến ràng buộc để thiết lập LSP 13 LSR 888 LSR 222: Như nêu phần II.2.3.2/, trình thiết lập LSP 13 (LSP chiều về) từ LSR 888 đến LSR 222 thông qua giao thức định tuyến ràng buộc OSPF-TE LSP 13 dùng để truyền file từ server 11 đến client LSP 13 khai báo ràng buộc băng thông cực đại phải lớn 100kbps tất liên kết lưu lượng hình thành nên LSP Q trình tính tốn định tuyến diễn sau: • Sau LSP (LSP quang) thiết lập, LSP quảng bá kế cận chuyển tiếp FA LSR 777 LSR 333 sở liệu trạng thái liên kết (Link-state Database) • Dựa vào sở liệu trạng thái liên kết (chứa thông tin liên kết lưu lượng kế cận chuyển tiếp), thuật tốn định tuyến CSPF-TE tính đường thỏa ràng buộc băng thông cực đại lớn 100kbps để thiết lập LSP 13 Trong số đường có LSR 888 LSR 222, có đường dẫn thỏa mãn ràng buộc Đó đường dẫn qua LSR 888, LSR 777, OXC 200, OXC 300, LSR 333, LSR 444 LSR 222 để thiết lập LSP 13 Hình VII.23: Định tuyến ràng buộc OSPF -TE để thiết lập LSP 13 Sau thiết lập LSP 13 thành công, khoảng thời gian từ t = 100s đến t = 450s, liệu truyền LSP 13 liệu file truyền server 11 client GMPLS VÀ KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG GVHD: PGS-TS Phạm Hồng Liên SVTH: Huỳnh Tuyết Vy Trang 156 Do thông số tốc độ liệu thỏa thuận CDR (là băng thông - hay tài nguyên - mà thiết bị dọc theo LSP 11 cấp cho LSP này) cấu hình 40.000 bit/s nên thơng lượng trung bình đo LSP 13 xấp xỉ 40.000 bit/s Hình VII.24: Thơng lượng trung bình đo LSP 13 qua nút 222 II.2.5.3/ Định tuyến ràng buộc để thiết lập LSP 15 LSR 2222 LSR 1111: Như nêu phần II.2.3.2/, trình thiết lập LSP 15 (LSP chiều về) từ LSR 2222 đến LSR 1111 thông qua giao thức định tuyến ràng buộc OSPF-TE LSP 15 dùng để truyền file từ server 12 đến client LSP 15 khai báo ràng buộc băng thông cực đại phải lớn 500kbps tất liên kết lưu lượng hình thành nên LSP Q trình tính tốn định tuyến diễn sau: • Sau LSP (LSP quang) thiết lập, LSP quảng bá kế cận chuyển tiếp FA LSR 2222 LSR 1111 sở liệu trạng thái liên kết (Link-state Database) • Dựa vào sở liệu trạng thái liên kết (chứa thông tin liên kết lưu lượng kế cận chuyển tiếp), thuật tốn định tuyến CSPF-TE tính đường thỏa ràng buộc băng thông cực đại lớn 500kbps để thiết lập GMPLS VÀ KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG GVHD: PGS-TS Phạm Hồng Liên SVTH: Huỳnh Tuyết Vy Trang 157 LSP 15 Do ràng buộc nên đường dẫn kết chứa router LSR nằm giữa(do băng thông cực đại LSR đấu nối với nhỏ 200kbps) Vì vậy, tồn đường dẫn xuyên qua miền quang LSR 2222, kết thúc LSR 1111 qua OXC 400, OXC 200 OXC 100 để thiết lập LSP 15 Sau thiết lập LSP 15 thành công, khoảng thời gian từ t = 200s đến t = 400s, liệu truyền LSP 15 liệu file truyền server 12 client Do thông số tốc độ liệu thỏa thuận CDR (là băng thông - hay tài nguyên - mà thiết bị dọc theo LSP 11 cấp cho LSP này) cấu hình 40.000 bit/s nên thơng lượng trung bình đo LSP 15 xấp xỉ 40.000 bit/s Hình VII.25: Thơng lượng trung bình đo LSP 15 qua nút 1111 II.2.5.4/ Quan sát thông lượng LSP miền quang: LSP (LSP quang) thiết lập LSR 777 LSR 333 Do kết q trình định tuyến có LSP 13 lồng vào LSP qua miền quang nên GMPLS VÀ KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG GVHD: PGS-TS Phạm Hồng Liên SVTH: Huỳnh Tuyết Vy Trang 158 thông lượng đo LSP (xem Hình VII.26) giống hồn tồn với thơng lượng đo LSP 13 (xem Hình VII.24) Hình VII.26: Thơng lượng trung bình đo LSP qua nút 333 LSP (LSP quang) thiết lập LSR 2222 LSR 1111 Do kết q trình định tuyến có LSP (LSP 11 LSP 15) lồng vào LSP qua miền quang nên thông lượng đo LSP (xem Hình VII.27) tổng thông lượng đo LSP 11 LSP 15 (xem Hình VII.28.) GMPLS VÀ KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG GVHD: PGS-TS Phạm Hồng Liên SVTH: Huỳnh Tuyết Vy Trang 159 Hình VII.27: Thơng lượng trung bình đo LSP qua nút 1111 Hình VII.28: So sánh thơng lượng trung bình đo LSP 11, LSP 15 LSP GMPLS VÀ KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG GVHD: PGS-TS Phạm Hồng Liên SVTH: Huỳnh Tuyết Vy Trang KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐÈ TÀI GMPLS bước phát triển tất yếu mạng liệu hệ sau NGN Nó đóng vai trị quan trọng làm cầu nối hoạt động tương thích mạng IP mạng quang, đáp ứng kịp nhu cầu lưu lượng phát triển khơng ngừng Luận văn trình bày yêu cầu, thách thức việc phát triển GMPLS MPLS cách giải quyết, mở rộng Bộ giao thức GMPLS nhà nghiên cứu phát triển hòan thiện trước đưa vào ứng dụng thực tế Việc chuẩn hóa, lựa chọn hướng phát triển mở rộng giao thức tồn trình thực hiện, số chuẩn cơng bố thành RFC có số chuẩn Draft Do hạn chế tài liệu thời gian nên nội dung đề tài cịn có nhiều sơ sót Việc mơ thực mơ hình overlay mạng quang cơng cụ mơ có chưa hỗ trợ Hướng phát triển đề tài bổ sung giao thức mở rộng IS-IS, cách đánh số kết nối chuyển mạch gói dùng mạng GMPLS, tiếp tục cập nhật phiên RFC chuẩn hóa giao thức GMPLS tìm kiếm cơng cụ mơ mạnh cho phép mơ thêm mơ hình Peer để có nhìn tịan cục cấu trúc, hoạt động mạng GMPLS Xin chân thành cảm ơn Phạm Hồng Liên suốt q trình thực luận văn tận tình giúp đỡ có lời khun bổ ích để hịan thành luận văn Tp.HCM, ngày tháng năm 2007 Huỳnh Tuyết Vy GMPLS VÀ KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG GVHD: PGS-TS Phạm Hồng Liên SVTH: Huỳnh Tuyết Vy Trang CÁC TỪ VIẾT TẮT ATM Asynchronous Transfer Mode Phương thức truyền tải bất đồng AS Autonomous System Hệ thống/miền tự trị BGP Border Gateway Protocol Giao thức định tuyến liên vùng BMP Bandwidth Management Point Điểm quản lý băng thông CR-LDP Constraint Label Distribution Giao thức phân phối nhãn ràng buộc Protocol CSPF Constrant Shortest Path Find Thuật tóan tìm đường ngắn ràng buộc DWDM Dense Wavelenght Division Ghép nén kênh theo bước sóng Multiplexing FA Forwarding Adjacency Kế cận chuyển tiếp FA-LSP FA- Label Switching Path Đường dẫn chuyển mạch nhãn kế cận chuyển tiếp FEC Forwarding Equivalence Class Lớp chuyển tiếp tương đương GLASS GMPLS Lightwave Agile Bộ mô GMPLS Switching Simulator GMPLS Generalized MultiProtocol Chuyển mạch nhãn đa giao thức Label Switching tổng quát GMPLS GMPLS Open Shortest Path Mở rộng giao thức OSPF-TE OSPF- First-Traffic Engineering miền GMPLS GMPLS GMPLS Resource Reservation Mở rộng giao thức RSVP-TE RSVP- Protocol- Traffic Engineering miền GMPLS GMPLS GMPLS Constraint Label Mở rộng giao thức CR-LDP CR-LDP Distribution Protocol miền GMPLS TE TE GMPLS VÀ KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG GVHD: PGS-TS Phạm Hồng Liên SVTH: Huỳnh Tuyết Vy Trang ID Identifer Chỉ số/định danh IETF Internet Engineering Task Force Hiệp hội tiêu chuẩn công nghệ Internet IGP Interior Gatewate Protocol Giao thức định tuyến nội vùng IP Internet Protocol Giao thức Internet IS-IS Intermediate system to Giao thức định tuyến Intermediate system LDP Label Distribution Protocol Giao thức phân phối nhãn LER Label Edge Router Router chuyển mạch nhãn biên LIB Label Information Base Cơ sở thông tin nhãn LMP Link Management Protocol Giao thức quản lý kết nối LSA Link State Advertisements Gói tin quảng bá trạng thái LSP Label Switching Path Đường dẫn chuyển mạch nhãn LSR Label Switching Router Router chuyển mạch nhãn MEMS Micro-electro Mechanical Mơ hình khối chuyển mạch dựa Systems phối hợp chuyển động học nguyên lý quang MPLS MultiProtocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức NHLFE Next Hop Label Forwarding Mục chuyển tiếp chặng Entry OSPF Open Shortest Path First Giao thức định tuyến ngắn OSPF- OSPF- Traffic Engineering OSPF kỹ thuật lưu lượng OSP Optical Switching Path Đường chuyển mạch quang OTN Optical Transport Network Mạng truyền tải quang OXC Optical Crossconnect Bộ kết nối chéo quang PXC Photonic Crossconnet Bộ kết nối chéo photon QOS Quality Of Service Chất lượng dịch vụ RFC Request For Comment Tiêu chuẩn RFC IETF TE GMPLS VÀ KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG GVHD: PGS-TS Phạm Hồng Liên SVTH: Huỳnh Tuyết Vy Trang RIB Routing Information Database Cơ sở liệu định tuyến RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức dự trữ tài nguyên RSVP- RSVP Traffic Engineering RSVP kỹ thuật lưu lượng Simple Interdomain Bandwidth Giao thức báo hiệu kết nối liên vùng TE SIBBS Broker Signalling Protocol SPF Shortest Path First Thuật tóan tìm đường ngắn TCP Transmition Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn TDM Time Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo thời gian TE Traffic Engineering Kỹ thuật lưu lượng TED Traffic Engineering Database Cơ sở liệu kỹ thuật lưu lượng TLV Type-Length-Value Thành phần quy định giá trị, độ dài, loại tin UDP User Datagram Protocol Giao thức datagram người sử dụng WDM Wavelength Division Ghép kênh theo bước sóng Multiplexing WFQ Weighted Fair Queueing GMPLS VÀ KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG Hàng đợi cân trọng số GVHD: PGS-TS Phạm Hồng Liên SVTH: Huỳnh Tuyết Vy Trang TÀI LIỆU THAM KHẢO Công cụ mô GLASS viện NIST: http://www.antd.nist.gov/glass/ N.Chandhok, A.Durresi, R.Jagannat han,, S.Seetharaman, K.Vinodkrishnan, Ohio State University, “IP Over Optical Network: A Summary of Issues”, 07/2000 Tao Wang, Curtin University of Technology, “Analysist of QoS in IP over DWDM”, 2/12/2003 Jeff Doyle, “OSPF and IS-IS: Choosing a IGP for scale large network”, 01/11/2005 Greq Bernstein, Bala Rajagopalan, Debanjan Saha, “Optical Network Control: Architecture, Protocols and Standards”, 24/07/2003 Ayan Banerjee, John Drake, Jonathan P.Lang, Brad Turner, Calient Networks, Kirreeti Kompella, Yakov, “Generalized Multiprotocol Label Switching: An overview of Routing and Management Enhancements”, 01/2001 L.Berger, “Generalized Multi-Protocol Label Switching Signalling Functional Description”, 01/2003 J.Lang, “Link Management Protocol (LMP)”, RFC 4204, 10/2005 K.Kompella, Y.Rekhter, L.Berger, “Link Bundling in MPLS Traffic Engineering”, RFC 4201, 12/2005 10 K.Kompella, Y.Rekhter, “Label Switched Paths (LSP) Hierarchy with Generalized Multi-Protocol Label Switching Traffic Engineering”, RFC 4206, 10/2005 11 K.Kompella, Y.Rekhter, “Routing Extensions in Support of Generalized Multiprotocol Label Switching (GMPLS)”, RFC 4202, 10/2005 12 K.Kompella, Y.Rekhter, “OSPF Extensions in Support of Generalized Multiprotocol Label Switching (GMPLS)”, RFC 4203, 10/2005 13 L.Berger, “Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS) Signalling Functional Description”, RFC 3471, 01/2003 14 L.Berger, “Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS) Signalling GMPLS VÀ KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG GVHD: PGS-TS Phạm Hồng Liên SVTH: Huỳnh Tuyết Vy Trang Constraint-based Routed Label Distribution Protocol (CR-LDP) Extensions”, RFC 3472, 01/2003 15 L.Berger, “Generalized Multi-Protocol Label Switching Signalling Resource Reservation Protocol-Traffic Engineering (RSVP-TE) Extension”, RFC 3473, 01/2003 16 Lê Huỳnh Bích Ngân, “Định tuyến bước sóng mạng WDM”, luận văn tốt nghiệp đại học - Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng, 2003 GMPLS VÀ KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG GVHD: PGS-TS Phạm Hồng Liên SVTH: Huỳnh Tuyết Vy ... tiếp nhãn IV/ Kỹ thuật lưu lượng IP/MPLS: IV.1/ Định nghĩa Kỹ Thuật Lưu Lượng: Kỹ thuật lưu lượng (Traffic Engineering – TE) liên quan đến việc tối ưu hóa GMPLS VÀ KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG GVHD: PGS-TS... IV.2/ Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong Mạng IP/MPLS: Kỹ thuật lưu lượng chủ yếu tập trung vào khả ánh xạ hiệu lưu lượng đến topo mạng tồn để tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên mạng Chức kỹ thuật lưu lượng. .. III.5/ Trao đổi nhãn chuyển tiếp lưu lượng: 35 IV/ Kỹ thuật lưu lượng IP/MPLS: 36 IV.1/ Định nghĩa Kỹ Thuật Lưu Lượng: 36 IV.2/ Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong Mạng IP/MPLS: