Quản lý tài nguyên băng thông trong mạng IP MPLS
MỤC LỤC
KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG TRONG MPLS
KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG TRONG MPLS
- Mục tiêu triển khai kỹ thuật lưu lượng 1. Phân loại
- Các khái niệm cơ bản trong kỹ thuật lưu lượng 1. Hàng đợi lưu lượng
- MPLS VÀ KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG
Trong nhiều mạng phương pháp này hoạt động tốt tuy nhiên trong một số mạng định tuyến dựa trên địa chỉ đích sẽ dẫn đến một số liên kết bị sử dụng quá mức trong khi đó số khác lại ít được sử dụng. Tuy nhiên giải pháp này không phải lúc nào cũng thực hiện được, đặc biệt khi xảy ra lỗi trên liên kết chính, liên kết dự phòng phải chuyển tiếp toàn bộ lưu lượng thay cho liên kết chính. Các mục tiêu hướng tài nguyên liên quan đến việc tối ưu hoá sử dụng tài nguyên.Băng thông là một tài nguyên cốt yếu của mạng, do đó chức năng trọng tâm của kỹ thuật lưu lượng là quản lý tài nguyên băng thông hiệu quả.
Việc cấu hình thủ công các PVC cũng như các tham số của giao thức PNNI (Private Network - to - Network Interface) cho phép quản lí chính xác việc lưu lượng sử dụng băng thông sẵn có như thế nào. Ưu tiên thiết lập (priority) : chỉ ra tầm quan trọng của trung kế lưu lượng và xác định thứ tự mà việc chọn tuyến được thực hiện khi thiết lập kết nối hoặc tái định tuyến khi xảy ra lỗi. • Thuộc tính khống chế (Policing) : thuộc tính khống chế xác định những hoạt động được thực hiện khi một trung kế lưu lượng không tuân thủ mức dịch vụ đã đặc tả ở các tham số lưu lượng,.
Điều này chỉ có thể đạt được bằng cách sử dụng các giao thức định tuyến Link-state (như IS-IS hay OSPF) vì chỉ có kiểu giao thức này mới quảng bá thông tin về tất cả các liên kết đến tất cả các router. Thuộc tính lớp tài nguyên của một liên kết là một chuỗi 32 bit dùng để kết hợp với thuộc tính Affinity bao gồm hay loại trừ một liên kết (link) đó trên đường của trung kế lưu lượng. Và các LSR chỉ có thể thực hiện được việc này bằng cách sử dụng các giao thức định tuyến trạng thái liên kết (link-state routing protocol) như là IS-IS hay OSPF, vì chỉ có giao thức định tuyến này mới quảng bá thông tin về tất cả các tuyến liên kết (link) đến tất cả các router trong mạng.
Trở lại vấn đề quảng bá các thuộc tính liên kết (link), một khi LSR đầu nguồn (head-end LSR) nhận được các thông báo này thì nó không chỉ biết được mô hình (topology) mạng mà còn biết được thông tin tài nguyên khả dụng của từng liên kết (băng thông). - Thực hiện giải thuật tìm đường đi ngắn nhất (ví dụ thuật toán tìm đường ngắn nhất Dijktra) để tìm đường có tổng “TE cost” nhỏ nhất trên phần mạng còn lại sau khi đã cắt bỏ các liên kết (link) không đạt yêu cầu. Ví dụ như có một tuyến liên kết (link) nào đó được phục hồi và điều này mang lại một lượng băng thông khả dụng trong mạng, do đó các route đầu nguồn phải tính toán lại đường LSP nào tối ưu nhất.
Mô hình này khắc phục nhược điểm của mô hình Haskin thông qua việc kiểm soát số thứ tự các gói gửi về từ đuờng dự phòng đảo.Khi gói đầu tiên quay về PSL trên đường dự phòng đảo có tác dụng như tín hiệu FIS báo cho PSL biết đã có lỗi. Nếu nút phát hiện lỗi không có đường bảo vệ dự trữ (chế độ chuyển mạch bảo vệ) hoặc không có khả năng tìm đường tới đích dựa vào giao thức định tuyến (chế độ tái định tuyến) hoặc LSR này đã hết phiên làm việc thì LSR Upstream kế cận sẽ đảm nhận vai trò của PSL. Simple Dynamic có ưu điểm là đường tái định tuyến luôn là đường ngắn nhất tới đích (loại trừ đường bị hư) tuy nhiên việc tính toán tái định tuyến sẽ không thể kiểm soát được tài nguyên mạng và sẽ có thể gây ảnh hưởng đến các LSP khác trong mạng, điều này tuyệt đối nên tránh trong trường hợp thực hiện MPLS có hỗ trợ QoS.
MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ
MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ
- Công cụ mô phỏng
- Nội dung và kết quả mô phỏng
NS-2 là phần mềm mã nguồn mở có sẵn cho cả nền Windows và Linux, trong đề tài này nhóm thực hiện đã sử dụng NS2 trên Windows với sự hỗ trợ của phần mềm Cygwin giả lập môi trường Linux trên Windows. NS thực thi các giao thức mạng như Giao thức điều khiển truyền tải (TCP) và Giao thức gói người dùng (UDP); các dịch vụ nguồn lưu lượng như Giao thức truyền tập tin (FTP), Telnet, Web, Tốc độ bit cố định (CBR) và Tốc độ bit thay đổi (VBR) ; các kỹ thuật quản lý hàng đợi như Vào trước Ra trước (Drop Tail), Dò sớm ngẫu nhiễn (RED) và CBQ; các thuật toán định tuyến như Dijkstra… NS cũng thực thi multicasting và vài giao thức lớp Điều khiển truy cập đường truyền (MAC) đối với mô phỏng LAN. Event Scheduler Objects Các đối tượng Bộ lập lịch Sự kiện Network Component Objects Các đối tượng Thành phần Mạng Network Setup Helping Modules Các mô đun Trợ giúp Thiết lập Mạng.
Topology được thiết lập như hình 4.2, trong đó tất cả các nút mạng đều là router thông thường không hỗ trợ MPLS (được đặt tên tương ứng từ nút 0 đến nút 8). Mạng IP thông thường sử dụng giải thuật định tuyến chọn đường ngắn nhất, do đó cả hai luồng lưu lượng đều đi theo đường ngắn nhất là nút 0_1_3_5_7_8. Do mỗi luồng cần băng thông 0.9Mbps mà băng thông khả dụng tối thiểu trên đường này chỉ có 1Mbps nên trên đường này không đủ băng thông cho cả hai luồng do đó xảy ra nghẽn trên đường truyền này.
Kết quả thu được từ cửa sổ NAM cho thấy ba luồng lưu lượng mặc dù cùng xuất phát tại nút 0 và đến đích tai nút 8 nhưng mỗi luồng lại đi trên một con đường khác nhau và không bị rớt gói. Đây chính là ưu điểm của thuật toán định tuyến ràng buộc, thuật toán này sẽ chọn đường có đủ băng thông khả dụng cho các CR-LSP, như vậy đường được chọn không nhất thiết phải là đường ngắn nhất. Nếu không đường không có đủ băng thông thì CR-LSP sẽ không được thiết lập, đây chính là cách ngăn xảy ra nghẽn và đảm bảo chất lượng dịch vụ.
Hai luồng lưu lượng cạnh tranh băng thông trên link LSR3-LSR5 do link này không đủ băng thông cho cả hai luồng. Vì LSP_2 có độ ưu tiên thiết lập Sprio=4 cao hơn độ ưu tiên nắm giữ Hprio=5 của LSP_1 nên luồng 2 chiếm dụng băng thông yêu cầu là 0.8Mbps. Với hoạt đông lấn chiếm, các trung kế lưu lượng có độ ưu tiên nắm giữ thấp hơn phải nhường tài nguyên cho các trung kế lưu lượng có độ ưu tiên thiết lập cao hơn.
Nhưng trong thời gian thông báo chưa về đến LSR1, thì LSR1 vẫn chuyển lưu lượng trên đường LSP_1 nên các gói này sẽ bị mất. Kết quả trên cửa sổ NAM cho thấy khi link LSR5-LSR7 gặp sự cố thì luồng 1 sẽ quay lại LSR1 qua đường dự phòng đảo sang đường bảo vệ LSP_2, điều này sẽ làm cho độ trễ tăng lên do đường đi của lưu lượng dài hơn. Trong chương này, nhúm thực hiện đề tài đó tiến hành mụ phỏng làm rừ một số cơ chế của kỹ thuật lưu lượng cũng như kỹ thuật khôi phục và bảo vệ đường.
