Công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS: Giải pháp định tuyến hiệu quả cho mạng internet

Tích hợp IP+ATM

- Hỗ trợ cho tất cả các loại lưu lượng : một ưu điểm khác của chuyển mạch nhãn là nó có thể hỗ trợ tất cả các loại chuyển tiếp unicast, loại dịch vụ unicast và các gói multicast.

Khái niện kỹ thuật lưu lượng

Kỹ thuật lưu lượng (TE) làm việc liên quan đến tính năng của mạng trong việc hỗ trợ khách hàng của mạng và nhu cầu về chất lượng dịch vụ QoS.

Tối thiểu hoá tắc nghẽn

Hầu hết các mạng đều có cơ chế truyền dẫn đối với người sử dụng, bao gồm sự thoả hiệp mức lưu lượng có thể được gửi tới mạng trước khi luồng lưu lượng được điều chỉnh, và gọi là điều khiển luồng. Khi lưu lượng trong mạng tăng đến một điểm tới hạn nào đó thì tắc nghẽn xuất hiện, và thông lượng sẽ giảm xuống. Nếu chỉ mới một vài tắc nghẽn xảy ra thì chưa có vấn đề gì phức tạp, nhưng nếu tắc nghẽn kéo dài trong một thời gian dài thì lưu lượng tưng lên đột ngột vược quá khả năng dải thông cho phép của mạng.

Do vậy, các mạng phải cung cấp một vài cơ cấu điều khiển các nút bên trong mạng khi có tắc nghẽn xuất hiện đồng thời cung cấp một cơ cấu điều khiển luồng trên các thiết bị người sử dụng bên ngoài.

Phân cấp lưu lượng và điều khiển dịch vụ dựa trên nhu cầu QoS

Lớp D + tốc độ bít biến đổi , dựa trên STDM , không định hướng kết nối , không yêu cầu định thời , cho phép đièu khiển luồng , không được phép mất dữ liệu. Thuật ngữ TDM và STDM có nghĩa là ghép kênh phân chia theo thời gian và ghép kênh phân chia theo thời gian thống kê. TDM cung cấp dự doán mức dịch vụ, người sử dụng được cung cấp với một luồng tốc độ bít không đổi và khe thời gian một cỏch tuần hoàn trờn cỏc kờnh, thường là 125às.

STDM khụng phõn chia cỏc khe thời gian một cách tuần hoàn , người sử dụng được cung cấp một cụm(burst) thời gian.

Quản lý lưu lượng trong mạng MPLS

- Làm thế nào để chuyển đổi từ gói thông tin sang FEC - Làm thế nào để chuyển FEC sang trung kế lưu lượng. - Giải kích hoạt : dừng việc chuyển lưu lượng trên các kênh trung kế lưu lượng - Thay đổi thuộc tính : thay đổi thuộc tính của trung kế lưu lưọng. - Tái định tuyến : thay đổi tuyến cho trung kế lưu lượng, được thực hiện nhân công hay tự dộng trên cơ sở giao thức lớp dưới.

Các thuộc tính có thể được gán nhân công hay tự độngkhi các gói được gán vào FEC tại đầu vào mạng MPLS , các thuộc tính này có khả năng thay đổi bởi nhà quản trị mạng.

Định tuyến dựa trên ràng buộc

- Làm thế nào để chuyển đổi từ gói thông tin sang FEC - Làm thế nào để chuyển FEC sang trung kế lưu lượng. - Làm thế nào để chuyển đổi các trung kế lưu lưọng sang cấu trúc hình học mạng vật lý qua các LSP. • Hoạt động cơ bản của các trung kế lưu lượng. - Kích hoạt : kích hoạt trung kế lưu lượng để chuyển lưu lượng. - Giải kích hoạt : dừng việc chuyển lưu lượng trên các kênh trung kế lưu lượng - Thay đổi thuộc tính : thay đổi thuộc tính của trung kế lưu lưọng. - Tái định tuyến : thay đổi tuyến cho trung kế lưu lượng, được thực hiện nhân công hay tự dộng trên cơ sở giao thức lớp dưới. - Huỷ bỏ : huỷ bỏ trung kế lưu lượngvà các tài nguyên có liên quan. Các tài nguyên có thể nhãn hoặc băng tần khả dụng. ngoài ra còn có các hoạt động khác như thiết lập kiểm soát hay định dạng lưu lượng. • Các thuộc tính kỹ thuật lưu lượng cơ bản của trung kế lưu lượng. Các thuộc tính này được gắn cho trung kế lưu lượng để mô tả chính xác đặc tính tải lưu lượng. Các thuộc tính có thể được gán nhân công hay tự độngkhi các gói được gán vào FEC tại đầu vào mạng MPLS , các thuộc tính này có khả năng thay đổi bởi nhà quản trị mạng. Các thuộc tính cơ bản được gán cho trung kế lưu lượng gồm : - Thuộc tính tham số lưu lượng. - Thuộc tính lựa chọn và bảo dưỡng đường cơ bản - Thuộc tính ưu tiên. - Thuộc tính dự trữ trước - Thuộc tính khôi phục - Thuộc tính kiểm soát. chiều dài – giá trị) hoặc sử dụng các giao thức đang tồn tại để hỗ trợ định tuyến dựa trên ràng buộc. Mỗi LSR tính toán một cách tự động một tuyến hiện cho mỗi trung kế lưu lượng dựa trên yêu cầu của việc phan bổ các trung kế, mục đích là ràng buộc tài nguyên mạng và các chính sách quản trị mạng đó. Thuật ngữ ràng buộc như đã nói trước đây, nhằm để chỉ ra cho mỗi tập hợp các nút trong mạng, tồn tại một tập hợp các ràng buộc thoả nãm cho một hay các đường liên kết giữa hai nút mạng, như băng thông tối thiểu , đường đi ngắn nhất, số nút ít nhất, trễ truyền ít nhất, sai pha ít nhất, độ bảo mật đường truyền cao nhất….

+ Dịch vụ đảm bảo QoS về băng tần dành riêng, trễ có giới hạn , không bị thất thoát gói tin trong miền, các ứng dụng cung cấp thuộc loại này là hội nghị truyền hình , khám bệnh từ xa và các ứng dụng liên quan đến nghành tài chính.

Phát hiện và định tuyến vòng

Trong chương này giới thiệu các vấn đề kỹ thuật được sử dụng trong mạng MPLS như kỹ thuật lưu lượng, vấn đề quản lý lưu lượng trong mạng MPLS để giải quyết các vấn đề về như tránh được tắc nghẽn, cung cấp chất lượng dịch vụ theo yêu cầu. Trong chương này cũng đề cập tới vến đề về định tuyến trong mạng MPLS, trong mạng MPLS các gói tin được định tuyến như thế nào để tìm đường đi. - cấu hình MPLS mức điều khiển(MPLS levels of control) - cấu hình lưu lương MPLS (MPLS traffic Engineering) - cấu hình lưu lượng đường (MPLS traffic Engineering Paths).

- cấu hình mạng riêng ảo qua MPLS(MPLS virtual private networks) - cấu hình mạng đường trục hỗ trợ Cos(MPLS CoS backbone support) - cấu hình MPLS CoS.

Câu lệnh và các bước cấu hình

• Cấu hình lưu lượng MPLS
• Cấu hình mạng riêng ảo MPLS (mpls vpn)
• Cấu hình MPLS CoS
• Cấu hình bộ điều khiển chuyển mạch nhãn

Trong trường hợp đầu tiên ,chúng ta muốn mở rộng chuyển mạch nhãn qua một mạng của các router nhưng không muốn ngăn chặn nhưng đích trước đó của chuyển mạch nhãn .dưới đây là miêu tả các bước và các câu lệnh được sử dụng. Trong trường hợp thứ 2 này thì chúng ta muốn cho phép MPLS cho một tập hợp mạng nhất định .chúng ta có thể thử MPLS cho một mạng lớn hơn.nhưng trong ví dụ này thì ta chỉ thực hiện trên một mạng với một số lượng nhỏ các địch là các chuyển mạch nhãn. LSC có thể hoạt động đồng thời như là một bộ điều khiển cho một chuyển mạch ATM và như là một thiết bị nhãn biên lưu lượng có thể chuyển tiếp giữa một giao diện của router và một giao diện TC-ATM trên điều khiển chuyển mạch thì cũng tốt như giữa hai giao diện TC-ATM trên điều khiển chuyển mạch.

LSC có thể thực hiện việc đòi hỏi và loại bỏ nhãn và có thể phục vụ như là đầu hay đuôi của một đường ống (LSP) chuyển mạch nhãn, tuy nhiên khi thực hiện thì nó như một thiết bị nhãn biên, LSC bị giới hạn bởi khả năng điều khiển của nó liên kết với chuyển mạch như sau.

Những ví dụ về cấu hình MPLS

Theo ví dụ này thì thể hiện các câu lệnh bạn cần thực hiện để cấu hình các router để lựa chọn đích trước và những tuyến cho MPLs nào được cho phép.khi cấu hình trên R2,R5 và R8 để phân phối không nhãn cho router khác và chắc chắn rằng không router nào gửi cho chúng gói nhãn. Trong ví dụ này thì sử dụng lệnh “show tag-switching tdp bindings” để hiển thị nội dụng của Label Information Base(LIB).sự hiển thị này có thể thấy toàn bộ cơ sở dữ liệu hoặc có thể giới hạn vùng của toàn phần, giá trị nhãn vào ra hoặc khoảng…. Theo các bước thì cấu hình 2 trạm đường ống trạm 0 thì bắt đầu từ bộ định tuyến đầu cuối, đối với trạm 1 và 2, thì ấn định một địa chỉ IP nhất định của giao diện vào của đường ống .số giao diện của đường ống thì nhỏ hơn 65535.

Trong ví dụ này thì chúng ta cấu hình một đường ống động và làm thế nào để thêm một dường ống thứ 2 vào cùng một đích với một tuyến hiện .chú ý rằng ví dụ này địa chỉ IP ra là point-to-point .trước khi cấu hình kỹ thuật lưu lượng đường ống MPLS cần phải thực hiện tổng thể ,IS-IS,lệnh trên giao diện router.