Tài liệu Kĩ thuật lưu lượng IP/WDM, chương 16 ppt

Chương 16: Kĩ thuật lưu lượng WDM - giao th ức điều khiển mạng (WDM TECP) Trong tầng WDM, hoạt động của kĩ thuật lưu lượng là định tuyến dựa trên các điều khiển ràng buộc theo một nghĩa chung. Các ràng buộc chung và bắt buộc trong mạng WDM là độ khả dụng bước sóng và khả năng chuyển đổi bước sóng. Tính toán tuyến đường đi ngắn nhất có thể được triển khai theo phương pháp tập trung hoặc phân tán. Phương pháp tập trung có nghĩa là tính toán tuy ến được thực hiện tại một vị trí do đó các lệnh điều khiển định tuyến cũng được xuất phát từ một vị trí. Trong định tuyến phân tán, các tính toán và điều khiển tuyến được thực hiện tại mỗi node mạng. Các phương pháp tập trung và phân tán có các nhược và ưu điểm của ri êng chúng. Một phương pháp tập trung cho phép điều khiển đơn giản nhưng có nhiều khả năng sẽ trở th ành nghẽn cổ chai. Ngược lại, phương pháp phân tán có tính thể mở rộng về mặt độ sẵn sàng nhưng lại chịu mất trạng thái đồng bộ. Các mạng WDM yêu cầu truy nhập độc quyền và đặt trước trạng thái cứng bướ c sóng. Một đặc tính khác của mạng WDM là độ phức tạp của phần tử chuyển mạch mạng và QoS của tín hiệu vật lí quang. Tất cả chúng đều làm trầm trọng thêm sự thiếu khả năng điều hành của nhà khai thác. Điều khiển mạng WDM trung tâm IP phù hợp với cơ cấu IETF GMPLS. Tính toán tuyến đường đi ngắn nhất phân tán dựa trên điều kiện r àng buộc là một thực thể riêng rẽ (mặc dù nó có thể được tích hợp vào định tuyến OSPF truyền thống). Thông tin tính toán tuyến được chuyển cho mỗi node WDM thông qua OSPF với các mở rộng cho quang. Các LSA mờ có thể được sử dụng để mạng thông tin trạng thái chi tiết WDM. Giao thức báo hiệu MPLS cũng có thể được sử dụng để thiết lập và loại bỏ đường đi ngắn nhất. Truyền thông giữa khối tính toán tuyến đường đi ngắn nhất (khối kĩ thuật lưu lượng WDM) và khối báo hiệu được hỗ trợ bởi các khuôn dạng bản tin được xác định trong phần này. WDM TECP s ử dụng mào đầu TECP chung như được vẽ trên 4.4. Như trong phần kiến trúc đã trình bày, TECP cung cấp giao diện giữa điều khiển mạng IP/WDM và kĩ thuật lưu lượng IP/WDM. Trong mô hình chồng lấn, TECP được trình bày trong hai nhóm b ản tin, IP TECP và WDM TECP, vì tồn tại kĩ thuật lưu lượng IP v à kĩ thuật lưu lượng WDM riêng rẽ tại tầng IP và tầng WDM. Trong mô hình chồng lấn, chỉ có một TECP vì kĩ thuật lưu lượng tích hợp chịu trách nhiệm mạng IP/WDM tích hợp. Các loại bản tin WDM TECP WDM TECP xác định hai lớp bản tin: các bản tin quản lí vệt và bản tin thông báo sự kiện. Mỗi lớp lại chứa một số loại bản tin khác nhau.  Các bản tin quản lí vệt có thể phân chia như sau:  Yêu cầu tạo và cập nhật dấu vết  Yêu cầu vệt tuyến hiện  Trả lời vệt  Các bản tin thông báo sự kiện có thể phân chia như sau:  Sự kiện bước sóng  Sự kiện cổng  Sự kiện NE  Sự kiện sợi Các bản tin quản lí vệt được sử dụng bởi WDM TE để yêu cầu các hoạt động liên quan tới đường đi ngắn nhất. WDM TECP đã xác định các hoạt động này: tạo, xoá, truy vấn, bảo vệ và tái định tuyến. Hệ thống WDM cũng chấp nhận các tuyến được định tuyến hiện trong đó đường đi ngắn nhất toàn bộ được chỉ định trong bản tin yêu cầu. Khi kích thước của bản tin này lớn hơn kích thước MTU nhiều phần bản tin sẽ được gửi với cùng ID giao dịch. Tất cả các bản tin yêu cầu và trả lời liên quan đều phải có cùng ID giao d ịch. Khi việc gắn vào một đoạn thông tin (ví dụ như một đấu chéo) làm cho kích thước bản tin lớn hơn kích thước MTU, đoạn thông tin đó và phần thông tin c òn lại sẽ được truyền dẫn trên một bản tin khác. Các bản tin yêu cầu vệt có thể được phân nhóm lại thành ba lo ại sau:  Yêu cầu tạo và cập nhật vệt  Yêu cầu vệt tuyến hiện  Bản tin trả lời vệt Bản tin yêu cầu tạo và cập nhật vệt (TReq) Mã của loại bản tin yêu cầu tạo và cập nhật vệt là TReq. Các b ản tin loại này có thể được sử dụng để yêu cầu các thiết bị biên WDM thi ết lập các vệt mới hoặc cập nhật các vệt đang tồn tại. Xoá v ệt được xem là một hành động đặc biệt của cập nhật vệt. Khuôn dạng bản tin cho các bản tin yêu cầu tạo và cập nhật vệt được vẽ trên hình 4.10. 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 ID vệt Hoạt động Địa chỉ NE điểm đầu A Địa chỉ NE điểm cuối Z ID cổng vào ID cổng ra Loại tín hiệu Lược đồ bảo vệ Hình 4.10 Khuôn dạng bản tin cho các bản tin yêu cầu tạo và cập nhật vệt Các trường trong bản tin như sau:  ID vệt: trường này chỉ ra ID vệt khi nó được yêu cầu. Nó có thể được sử dụng khi cập nhật vệt hoặc truy vấn chi tiết về tuyến vệt. ID vệt là độc nhất đối với mỗi thiết bị biên WDM. Nó được sử dụng chung với địa chỉ NE điểm đầu A để chỉ định duy nhất một vệt trong to àn bộ miền WDM. Trường n ày sử dụng hai octet.  Hoạt động: trường này được mã hoá để chỉ định một trong các hoạt đông được định nghĩa sau:  Tạo vệt: hoạt động này yêu cầu thiết lập vệt. Để thiết lập một vệt, phía yêu cầu phải chỉ rõ địa chỉ NE điểm đầu A v à ID của cổng vào và địa chỉ NE điểm cuối Z và trường ID cổng ra và tuỳ chọn chỉ rõ loại tín hiệu và các trường lược đồ bảo vệ. Trường ID vệt l à không xác định. Giá trị của nó sẽ được xác định khi thiết lập là thành công.  Xoá vệt: hoạt động này sẽ xoá một vệt đang tồn tại. Vệt bị xoá được xác định bởi ID vệt. Các trường khác trong bản tin là tuỳ chọn.  Bảo vệ vệt: hoạt động này bảo vệ một vệt đang tồn tại mà hiện nay chưa được bảo vệ hoặc thay đổi mức bảo vệ của một vệt đang được bảo vệ. Một vệt được bảo vệ có nghĩa là nó sẽ có ít nhất một đường dự phòng. Do đó trong trường hợp đường chính bị hỏng hay chất lượng tín hiệu giảm, các tín hiệu có thể được truyền dẫn nhờ sử dụng đường thay thế. Vệt sẽ được bảo vệ được xác định bởi ID vệt. Trường lược đồ bảo vệ sẽ chỉ ra cấp bảo vệ mong muốn hoặc cần cập nhật. Các trường khác trong bản tin là tuỳ chọn.  Tái định tuyến vệt: hoạt động này sẽ thực hiện tái định tuyến một vệt đang tồn tại. Vệt cần tái định tuyến được xác định bởi ID vệt. Các trường khác trong bản tin là tuỳ chọn. Nếu như tái định tuyến thất bại, tuyến hiện tại sẽ không bị thay đổi.  Chi tiết định tuyến vệt: hoạt động này được sử dụng để truy vấn các chi tiết của một vệt đang tồn tại. Vệt được truy vấn được xác định bởi ID vệt. Các trường khác trong bản tin là tuỳ chọn.  Địa chỉ NE điểm đầu A: đây là địa chỉ của NE nguồn. Trường n ày sử dụng bốn octet.  Địa chỉ NE điểm cuối Z: đây là địa chỉ của NE đích. Trường n ày sử dụng bốn octet.  ID cổng vào: đây là số cổng, nghĩa là cổng vào tín hiệu WADM của NE nguồn. Nó gồm hai octet.  ID cổng ra: đây là số cổng, nghĩa là cổng ra tín hiệu WADM của NE đích. Nó gồm hai octet.  Loại tín hiệu: trường này chỉ được sử dụng khi yêu cầu thiết lập một vệt. Một loại tín hiệu ưa thích ví dụ như OC-48 chẳng hạn sẽ được chỉ định. Trường này chỉ sử dụng một octet.  Lược đồ bảo vệ: trường này sử dụng khi yêu cầu một vệt hoặc yêu cầu bảo vệ cho một vệt đang tồn tại. Trường n ày sử dụng một octet. Có các lược đồ bảo vệ sau đ ã được định nghĩa cho WDM TECP:  Loại 0: không quan tâm  Loại 1: 1:1 bảo vệ dành riêng  Loại 2: 1+1 bảo vệ dành riêng  Loại 3: bảo vệ chia sẻ  Loại 4: đa đường bảo vệ  Loại 5: không bảo vệ Bản tin yêu cầu vệt định tuyến hiện Mã của loại bản tin này là ETReq. TE có thông tin đầy đủ về trạng thái tuyến và mô hình trong mạng WDM. Do đó, nó có sự lựa chọn và khả năng để thiết lập một vệt định tuyến hiện. Khuôn dạng cho loại bản tin này được vẽ trên hình 4.11. Khuôn dạng này được tạo thành từ một phần của TReq và danh sách tuyến hiện. 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 ID vệt Hoạt động Địa chỉ NE điểm đầu A Địa chỉ NE điểm cuối Z ID cổng vào ID cổng ra Loại tín hiệu Lược đồ bảo vệ Địa chỉ cổng NE tuyến người sử dụng 1 Lambda tuyến người sử dụng 1… Địa chỉ cổng NE tuyến người sử dụng 2 Lambda tuyến người sử dụng 2… Hình 4.11 Khuôn dạng bản tin cho các bản tin yêu cầu vệt định tuyến hiện Các trường của bản tin bao gồm:  Hoạt động: trường này được mã hoá để chỉ ra một trong hai hoạt động có thể xảy ra:  Định tuyến vệt người sử dụng: hoạt động này đòi hỏi thiết lập một vệt hiện. Nó đòi hỏi một danh sách các phần đấu chéo bước sóng từ nguồn tới đích. Đối với mỗi phần như vậy, trường địa chỉ NE tuyến người sử dụng cần phải được xác định. Việc bổ sung ID cổng tuyến người sử dụng và lambda tuyến người sử dụng là tuỳ chọn. Khi xuất hiện các điều kiện ràng buộc tính liên tục bước sóng thì ID lambda phải giống nhau cho tất cả các phần kết nối từ nguồn tới đích. Trong trường hợp này, người ta có thể giả định rằng lựa chọn bước sóng được thực hiện hoặc sẽ được thực hiện tại NE điểm đầu A. Khi ID lambda không được lựa chọn và có nhiều kênh bước sóng sẵn sàng thì nhi ệm vụ của chuyển mạch cục bộ là lựa chọn một bước sóng. Nếu một vài trường không xác định th ì chúng s ẽ được xác định tại mỗi NE trung gian dựa trên độ khả dụng t ài nguyên.  Tái định tuyến vệt người sử dụng: hoạt động này tái định tuyến vệt đang tồn tại được xác định bởi ID vệt. Các trường khác trong bản tin l à tuỳ chọn. Nếu như tái định tuyến thất bại, vệt hiện thời sẽ không bị thay đổi.  Địa chỉ cổng NE định tuyến người sử dụng i: đây là địa chỉ cổng v ào của NE của hop thứ i trong vệt hiện. Giống như các địa chỉ cổng NE thông thường trường này s ử dụng 4 octet.  Lambda định tuyến người sử dụng i: khi thiết lập một vệt hiện, một bước sóng hoặc một tập các bước sóng có thể được chỉ định cho mỗi hop. Trường này sử dụng một bi ểu diễn sắp xếp theo bit cho các bước sóng được chọn. Nếu một bước sóng được chọn cho vệt hiện đó thì bit thể hiện bước sóng đó sẽ được gán giá trị 1 còn các bit tương ứng với các bước sóng không được chọn sẽ được gán giá trị 0. Trường này sử dụng 16 octet nên nó có thể làm việc với mật độ WDM lên tới 128 bước sóng trên một sợi quang. Bảng tin trả lời vệt (TResp) Mã của loại bản tin này là Tresp. Khuôn dạng của một bản tin được vẽ trên hình 4.12. Bản tin trả lời vệt sử dụng ID giao dịch và ID b ản tin giống như của bản tin yêu cầu vệt. Tất cả các trường khác trong bản tin phải được điền tương ứng với thiết lập thực tế của vệt. Đặc biệt nếu hoạt động của bản tin yêu cầu được xác định để tạo vệt, bảo vệ vệt, tái định tuyến vệt, tuyến người sử dụng vệt hoặc tái định tuyến người sử dụng vệt thì trường ID vệt phải được bổ sung với các giá trị thích hợp để thể hiện vệt mới được tạo ra. Nếu một bản tin yêu cầu mà các hoạt động của nó là xóa vệt hoặc các chi tiết tuyến vệt thì trường ID vệt phải được sao chép lại từ bản tin yêu cầu. Giá trị của trường hoạt động phải được thiết lập giống như trường bản tin mà nó trả lời. 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 ID vệt Hoạt động Địa chỉ NE điểm đầu A Địa chỉ NE điểm cuối Z ID cổng vào ID cổng ra Loại tín hiệu Lược đồ bảo vệ Địa chỉ cổng NE 1 Lambda 1… Địa chỉ cổng NE 2 Lambda 2… Hình 4.12 Khuôn d ạng bản tin cho các bản tin trả lời vệt Các trường bản tin bao gồm:  Địa chỉ cổng NE thứ i: đây là địa chỉ cổng đến NE của hop thứ i trong vệt được xác định bởi ID vệt. Trường này có 4 octet.  Lambda i: trường này sử dụng một biểu diễn bản đồ bit của bước sóng được chọn. Nó sử dụng 16 octet nên có th ể làm việc với mật độ WDM lên tới 128 bước sóng trên một sợi quang. Nhưng đối với một bản tin trả lời vệt hợp lệ thì một và chỉ một bit trong trường này được gán giá trị 1. Bản tin thông báo sự kiện (EN) 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 Loại sự kiện ID cổng ID lambda ID NE (ti ếp tục) Tình trạng Tính nghiêm tr Sự kiện Mô tả sự kiện (Tiếp tục) Hình 4.13 Khuôn dạng bản tin cho các bản tin thông báo sự kiện Các bản tin thông báo sự kiện thông báo cho khối kĩ thuật lưu lượng các điều kiện khác thường nhất định trong mạng WDM. Các . Chương 16: Kĩ thuật lưu lượng WDM - giao th ức điều khiển mạng (WDM TECP) Trong tầng WDM, hoạt động của kĩ thuật lưu lượng là định tuyến. IP/WDM và kĩ thuật lưu lượng IP/WDM. Trong mô hình chồng lấn, TECP được trình bày trong hai nhóm b ản tin, IP TECP và WDM TECP, vì tồn tại kĩ thuật lưu lượng