Công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS) và ứng dụng

Tại sao sử dụng MPLS?

Khi gói đi qua những node này, nó gặp phải cả trễ và biến thiên trễ, phụ thuộc vào việc nó cần thời gian bao lâu để tìm kiếm trong bảng định tuyến và tất nhiên là phụ thuộc vào cả số các gói phải được xử lý trong một khoảng thời gian cho trước. May mắn thay, các mạng chuyển mạch nhãn không cần nhiều tài nguyên mạng để thực hiện các công cụ điều khiển trong việc thiết lập các đường đi chuyển mạch nhãn cho lưu lượng người sử dụng (nếu chúng tiêu tốn nhiều tài nguyên thì là do chúng được thiết kế không tốt).

Các thuật ngữ, định nghĩa sử dụng trong MPLS

Các đặc trưng của đường hầm LSP, chẳng hạn như phân bổ băng tần, được xác định bởi sự thoả thuận giữa các node, nhưng sau khi đã thoả thuận, node lối vào (bắt đầu của LSP) xác định dòng lưu lượng bằng việc chọn lựa nhãn của nó. Giao thức đặt trước tài nguyên (RSVP): Giao thức này khởi đầu được dự định là một giao thức báo hiệu cho chất lượng dịch vụ của các dịch vụ được tích hợp (IntServ), trong đó 1 host yêu cầu một mức QoS nào đó từ mạng.

Một sồ vấn đề liên quan đến nhãn (Label)

Chẳng hạn, một node nào đó có thể nhận được 1 nhãn giống nhau từ 2 node khác đến, hay một ví dụ khác đó là một nhãn có thể nhận được từ một node không kết nối trực tiếp. Vì vậy, mặc dù MPLS có nhiều qui tắc trong việc ràng buộc các nhãn với các FEC, song ý tưởng chính phải nhớ đó là: mỗi LSR phải có khả năng hiểu và thông dịch nhãn với FEC tương ứng của nó.

Giao thức RSVP với việc phân bổ nhãn

Khía cạnh này của Internet là khác so với dự định thiết kế hệ thống nằm bên dưới ban đầu là chỉ dùng để hỗ trợ các dịch vụ nỗ lực tối đa mà không xem xét đến các yêu cầu được xác định trước về chất lượng dịch vụ hay đặc tính lưu lương của người sử dụng. Điều khiển chính sách xác định xem một dòng lưu lượng nào đó có được cho phép theo các quy tắc quản lý hay không, chẳng hạn như các địa chỉ IP nào đó được hay không được cho phép dành trước băng tần; nhận dạng (ID) giao thức nào đó là được hay không được cho phép dành trước băng tần…. Nếu cả hai sự kiểm tra trong hai điều khiển này thành công thì node sẽ cho phép bộ phân loại gói lựa chọn các gói dữ liệu – như được xác định bởi filterspec và tương tác với lớp liên kết dữ liệu tương ứng để đạt được QoS mong đợi – như được xác định bởi flowspec.

Các đường đi được định tuyến hiện có thể được cấu hình bởi nhà quản trị hay được tính toán tự động bằng một thực thể phù hợp dựa trên các yêu cầu QoS và chính sách, có tính cả trạng thái mạng hiện thời, nhưng RSVP không xác định đường đi định tuyến hiện được quyết định như thế nào.

Giao thức BGP với việc phân bổ nhãn

Đối tượng SESSION, như được biểu diễn trong hình 2.28 là một trường hữu ích với các nhà quản lý mạng muốn điều khiển các node lối vào và các node lối ra của LSP mà không cần phải điều khiển mỗi node từ lối vào đến lối ra. Ngoài những mở rộng này, RSVP cón được mở rộng trong khía cạnh kỹ thuật lưu lượng, định tuyến lại….Những chi tiết này xin phép không trình bày trong phạm vi đồ án này. Nếu một tập các node BGP đang hoán đổi các thông tin định tuyến qua một bộ phản hồi thông tin định tuyến, lúc đó nếu phân bổ nhãn được mạng cùng với phân bổ thông tin định tuyến, bộ phản hồi thông tin định tuyến cũng có thể phân bổ nhãn.

Một node BGP có thể không sử dụng BGP để gửi nhãn tới một đối tượng ngang cấp BGP khác, trừ khi đối tượng ngang cấp BGP đó chỉ ra rằng nó có thể xử lý các bản tin Update với trường SAFI đã được xác định (thông qua thoả thuận khả năng BGP).

Định tuyến trong mạng MPLS

Khái niệm cơ bản này được mở rộng tới LDP để hỗ trợ các đường dẫn chuyển mạch nhãn (CR-LSP) được định tuyến cưỡng bức bằng việc định nghĩa các công cụ và các TLV để hỗ trợ cho các CR-LSP hay sử dụng các giao thức có sẵn để hỗ trợ định tuyến cưỡng bức. Các mạng IP truyền thống sử dụng thuật toán này để tìm đường tối ưu theo tiêu chuẩn nào đó (chẳng hạn: số hop…) mà không tính tới các yếu tố bổ sung như trễ, biến thiên trễ…Để thoả mãn cả các điều kiện ràng buộc thì thuật toán SPF cần phải thay đổi để bao gồm các điều kiện ràng buộc. Thông thường chúng ta hay gặp bài toán tìm đường từ S đến D thoả mãn một số điều kiện ràng buộc là C1, C2,…, Cn, khi đó tại bước 2 chúng ta sẽ kiểm tra tất cả các kênh nối với nút V, đối với mỗi kênh trước hết chúng ta kiểm tra xem nó có thoả mãn điều kiện C1, C2,., Cn.

Giá trị mặc định trong việc u tiên lu giữ và thiết lập sẽ nằm trong khoảng trung bình (ví dụ giá trị là 4) vì thế chức năng này có thể đợc thực hiện dần dần trong một mạng hoạt động bằng cách tăng hay giảm độ u tiên bắt đầu từ giá trị trung bình đó.

ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ MPLS

• Mạng thế hệ kế tiếp (NGN) của Tổng công ty BCVT Việt Nam .1 Mở đầu
• Khả năng ứng dụng MPLS tại Việt Nam

Lớp điều khiển được tổ chức thành 1 cấp thay vì 4 cấp như hiện nay nhằm giảm tối đa cấp mạng và tận dụng năng lực xử lý cuộc gọi rất lớn của thiết bị điều khiển thiết bị thế hệ mới, giảm chi phí đầu tư trên mạng. Lớp điều khiển có chức năng điều khiển lớp truyền tải và lớp truy nhập mạng NGN bao gồm nhiều môđun như mô đun điều khiển kết nối ATM, MPLS, điều khiển định tuyến IP, điều khiển kết nối thoại, báo hiệu số 7,…. Những nghiên cứu gần đây chỉ ra khả năng sử dụng IP trực tiếp trên nền công nghệ quang và những sửa đổi giao thức IP đảm bảo chất lượng dịch vụ mới đã tạo tiền đồ cho khả năng chiếm lĩnh thị trường của công nghệ này trong tương lai.

Công nghệ chuyển mạch ATM được sử dụng trong mạng đường trục, công nghệ MPLS được sử dụng tại các tổng đài đa dịch vụ của mạng thế hệ kế tiếp cho các giai đoạn phát triển theo định hướng tổ chức mạng Viễn thông đến năm 2010.