Tài liệu đồ án công nghệ chuyển mạch IP, chương 14 pdf

CHƯƠNG 14 ỨNG DỤNG CỦA CHUYỂN MẠCH IP 5.1 Chuyển mạch IP hỗ trợ lưu lượng đa hướng Các giải pháp chuyển mạch IP của bốn hãng đã xét ở chương trước đều nhằm mục đích chung l à nâng cao hiệu quả của mạng, cố gắng thực hiện chuyển mạch các luồng lưu lượng IP thay vì định tuyến chúng trên cơ sở từng chặng thông thường. Nhiều giải pháp khác nhau cùng với các phiên bản giao thức nâng cấp đã khắc phục được các nhược điểm trong việc cung cấp dịch vụ của chuyển mạch IP như: Cung cấp dịch vụ trên cơ sở QoS, CoS, hỗ trợ đa hướng,… Trong chương này sẽ chỉ ra phương thức hỗ trợ lưu lượng đa hướng (multicast) của các giải pháp chuyển mạch IP. 5.1.1 IFMP hỗ trợ lưu lượng đa hướng Hoạt động chuyển mạch IP hỗ trợ lưu lượng đa hướng cũng hoàn toàn tương tự như trong trường hợ p hỗ trợ đơn hướng. Đối với giải pháp chuyển mạch IP của hãng Ipsilon thì các bản tin đổi hướng IFMP cũng truyền ngược từ các nhánh của cây phân phát để đối chiếu một luồng với một kết nối ảo mới. Chỉ có một sự khác biệt là địa chỉ đích của bộ nhận dạng luồng địa chỉ nhóm đa hướng: đó là địa chỉ của các điểm nhánh của cây phân phát. Hơn nữa, giao thức quản lý chuyển mạch chung (GSMP) sẽ phải tính toán nhiều thao tác thêm nhánh (ADD BRANCH) mà số thao tác này tùy thu ộc vào số lượng các nhánh luồng xuống trong cây phân phát. Hình 5.1 ch ỉ ra một ví dụ mà IFMP hỗ trợ lưu lượng đa hướng: Hình 5.1: Hỗ trợ lưu lượng đa hướng 5.1.2 CSR và Multicast ARIS có thể hỗ trợ cho lưu lượng IP đa hướng. Trong mạng con ATM thì thiết bị CSR luồng lên có thể thiết lập liên kết điểm- điểm, hoặc liên kết điểm-đa điểm tới một hoặc nhiều thiết bị CSR luồng xuống (hoặc cây máy chủ). Các thiết bị CSR luồng xuống là thành viên c ủa một nhóm đa hướng và là các nhánh trên môt cây phân phát đa hướng. Cũng giống như trong trường hợp lưu lượng đơn hướng, khi thiết bị CSR phát hiện thấy một VC dành riêng đầu vào và một hay nhiều VC đầu ra dành riêng và các VC đầu ra này đều có cùng một bộ phận dạng luồng (một điạ chỉ nhóm đa hướng) thì CSR thực hiện tiến trình ghép nối VC, lúc đó đường tắt nội bộ trong CSR đó hình thành. Sau đó gói kích khởi (trigger) sẽ tạo nên các kết nối ảo điểm -đa điểm của cây phân phát dựa trên sự xuất hiện của dữ liệu đa hướng, cá bản tin PIM -JOIN, các báo cáo IGMP, hay các bản tin MARS JOIN nếu thiết bị CSR có một khách hàng MARS. 5.1.3 Hỗ trợ đa hướng trong chuyển mạch thẻ Thêm vào việc hỗ trợ lưu lượng IP đơn hướng, chuyển mạch nhãn cũng có thể hỗ trợ lưu lượng đa hướng. Một cách đặc biệt, một nhãn được liên kết với một cây phân phát đa hướng. Khi m ột gói tin thu nhận được từ một thiết bị TSR hướng lên thì nhãn s ẽ được dùng để chỉ ra một hoặc nhiều khoản mục trong bảng TIB. Các khoản mục này liên kết với các nhánh xuống trên cây phân phát. Quá trình trao đổi nhãn được thực hiện và gói tin được truyền trực tiếp xuống cây phân phát. Nếu trong TIB không có một khoản mục nào trùng hợp thì gói tin sẽ bị đào thải. Phương thức chuyển tiếp đa hướng này của chuyển mạch nhãn rất đơn giản và đạt tốc độ cao. Cũng giống như trường hợp đơn hướng, chuyển mạch nhãn tiến hành dò tìm khoản mục thích hợp trong bảng TIB sau đó tiến h ành tráo giá trị nhãn của các nhãn đó. Việc kiểm tra RPF (Reverse Path Forwarding – Chuyển tiếp đường ngược chiều) rất đơn giản – nếu không có giá trị thích hợp trong bảng TIB gói tin sẽ bị loại. Quá trình phân phối các nhãn đại diện cho các nhóm đa hướng có thể do các thiết bị TSR luồng l ên hoặc luồng xuống đảm nhận. Thông thường thiết bị TSR luồng lên lựa chọn nhãn và phát đa hướng tới các TSR lân cận theo hướng xuống trong mạng LAN. Mặc dù đây là cách đơn giản nhất nhưng có một số điểm cần xem xét. Một thiết bị TSR hướng lên cũng có thể có nhiều nguồn đa hướng lên nữa, nên yêu cầu số nhãn nhiều hơn số nhãn được phân phát chung. Mặt khác nếu có sự thay đổi trong cấu hình mạng thì có thể dẫn tới việc xuất hiện thiết bị TSR hướng lên mới, do dod phải yêu cầu thực hiện quá trình gán lại nhãn. Nên quá trình phân b ố và gán nhãn xuất phát từ luồng xuống là thu ận lợi và thích hợp hơn, nó cũng hoàn toàn nhất quán với thông tin của các node thành viên nhóm đa hướng với quá trình phân ph ối, ấn định nhãn trong định tuyến đơn hướng. Phương pháp này cũng cho phép sử dụng các bản tin định tuyến đa hướng PIM để th êm phần thông tin của nhãn vào vì nó theo hướng luồng xuống. Quan trọng hơn là khi có sự thay đổi trong cấu hình mãng dẫn tới hình thành thiết bị TSR mới thì cũng không cần phải thực hiện quá trình gán lại nhãn. 5.1.4 ARIS và dịch vụ đa hướng ARIS có thể thiết lập các đường chuyển mạch cho lưu lượng đa hướng. Quá tr ình thiết lập một cây phát điểm-đa điểm chuyển mạch có thể xuất phát tại gốc hay tại node đầu vào. Cây có các đường chuyển mạch mạng toàn bộ lưu lượng đa hướng từ thiết bị ISR đầu ào tới tất cả các các thiết bị ISR đầu ra đều sử dụng chuyển mạch trên cơ sở phần cứng trong các thiết bị ISR trung chuyển. Cơ chế sử dụng phần cứng cải thiện nhiều hơn so với định tuyến đa hướng trên cơ sở phần mềm của bộ định tuyến. ARIS độc lập với bất kỳ giao thức đinh tuyến đa hướng cơ bản nào. ARIS hỗ trợ cho cách thiết lập theo dữ liệu, mỗi cặp (nguồn, địa chỉ nhóm) trong cây phân phát có gốc tai nguồn yêu cầu như yêu cầu trong giao thức DVMRP và PIM DM (PIM-DM). AIRS cũng hỗ trợ cách thiết lập theo bên nhận, ở đó cây phân phát dùng chung đối lập với mỗi cặp (*, địa chỉ nguồn) như yêu cầu trong PIM-SM (PIM Sparse Mode) 5.2 Mạng chuyển mạch IP Các giải pháp chuyển mạch IP đã xét ở chương 4 và chương 4 có đặc điểm khác nhau nên môi trường mạng có thể áp dụng cho các giải pháp chuyển mạch IP đó cũng khác nhau. Vấn đề là đưa mô hình nào vào cấu hình mạng nào để cho mạng phục vụ tốt nhất. Phần này sẽ chỉ ra một số môi trường có thể triển khai công nghệ chuyển mạch IP vào mạng. 5.2.1 Chuyển mạch IP của hãng Ipsilon Chuyển mạch IP có thể hoạt động trong nhiều khung cảnh mạng khác nhau. Chuyển mạch IP cũng có thể chuyển lưu lượng IP sử dụng quá trình xử lý từng chặng chuẩn nên trong khía cạnh này nó hoàn toàn giống với các bộ định tuyến IP chuẩn. Tuy nhiên, m ục đích của chuyển mạch IP là phải tăng tốc lưu lượng IP mà giải pháp này phải yêu cầu các tài nguyên chuyển mạch đủ cho mỗi luồng và các thiết bị cạnh tại đầu vào và đầu ra phải có khả năng hỗ trợ IFMP. Một khung cảnh mạng đưa ra là mạng IP của trường DH hay mạng IP của công ty nhỏ như chỉ ra trong hình 5.2: Hình 5.2: Chuyển mạch IP trong một công ty Trong môi trường này các nhóm làm việc trên cơ sở Ethernet gắn tới mạng xương sống gồm các chuyển mạch IP thông qua thiết bị cạnh hỗ trợ IFMP. Các server tốc đọ cao cũng có thể gắn trực tiếp tới mạng xương sống nhờ sử dụng một bộ thích ứng IFMP, và m ạng lõi là các chuyển mạch IP tham gia vào quá trình chuyển mạch nên thực tế lưu lượng được chuyển mạch sẽ không vượt quá dung lượng cực đại của các t ài nguyên chuyển mạch trong mạng. Tổng đọ thông suốt sẽ tùy thuộc vào dung lượng chuyển tiếp qua các thiết bị cạnh đầu vào và đầu ra. Trong trường hợp riêng này thì kh ả năng hỗ trợ giải pháp IFMP cũng tương tư MPOA (đa giao thức qua ATM) ngoại trừ rằng IFMP là một giao thức điều khiển. Một khu vực khác mà chuyển mạch IP của hãng Ipsilon có th ể có lợi đó là tại cạnh của một mạng. Các cơ chế chuyển mạch được ứng dụng l àm một bộ phận loại luồng, bộ định dạng lưu lượng để nhận dạng, gán nh ãn, hay để phục vụ các luổng riêng đặc biệt, cho phép truy cập nhanh hơn hay chậm hơn khi đi vào hay đi ra khỏi một mạng xương sống ISP. Xem xét hai ví dụ trong hình 5.3: Hình 5.3: Các dịch vụ cạnh (edge service) của chuyển mạch IP Trong trường hợp thứ nhất, một chuyển mạch IP là đầu cuối phía trước của một server, trong đó bộ phân loại luồng đ ã được lập trình để nhận dạng và đánh nhãn các luồng có độ ưu tiên cao hơn, các luồng này sẽ đi vào mạng ISP theo đường chuyển mạch; ngược lại, các luồng khác sẽ được xử lý từng chặng với nỗ lực lớn nhất (best-effort). Trường hợp thứ hai là một trường hợp thú vị; một modem băng rộng tại nhà riêng hỗ trợ IFMP (cáp hoặc xDSL) dùng để chuyển bản tin đổi hướng IFMP hướng tới đầu cuối (Head End), do đó cá luông lưu lượng IP xác định tới nh à sẽ nhanh hơn. . CHƯƠNG 14 ỨNG DỤNG CỦA CHUYỂN MẠCH IP 5.1 Chuyển mạch IP hỗ trợ lưu lượng đa hướng Các giải pháp chuyển mạch IP của bốn hãng đã xét ở chương trước. khai công nghệ chuyển mạch IP vào mạng. 5.2.1 Chuyển mạch IP của hãng Ipsilon Chuyển mạch IP có thể hoạt động trong nhiều khung cảnh mạng khác nhau. Chuyển