Mạng quang thế hệ mới: Công nghệ IP/WDM và giải pháp chuyển mạch

MPLS

Bản thân liên kết WDM chỉ cung cấp các kết nối end-to-end tốc độ tương đối thấp.Những vấn đề kỹ thuật của WDM thế hệ đầu bao gồm thiết kế và phát triển các laser và các bộ khuếch đại WDM, và các giao thức truy nhập môi trường truyền dẫn và định tuyến b−ớc sóng tĩnh. Dựa trên tỷ lệ của thời gian xử lý tiêu đề gói tin và chi phí truyền dẫn gói tin, mạng WDM chuyển mạch gói có thể đ−ợc thực thi hiệu qủa sử dụng chuyển mạch nhãn hoặc chuyển mạch chùm quang. Bộ định tuyến gói tin toàn quang, không sử dụng bộ đệm mang đến một loạt những vấn đề kỹ thuật mới cho việc lập kế hoạch mạng: Giải quyết tranh chấp,điều khiển lưu lượng, dự phòng, tương thích với các bộ định tuyến IP truyền thống.

Do đó mạng quang cần hoàn thiện những yêu cầu về tính năng nh− phát hiện và chống lỗi, quản lý điều khiển mạng, định tuyến b−ớc sóng, chuyển mạch quang…trong bản thân lớp WDM (th−ờng đ−ợc xem nh− là lớp 1). Một mặt, mô hình chồng lấn sử dụng NMS để cung cấp một giao diện trực tiếp giữa mạng IP và WDM; mặt khác, mô hình ngang hàng hứa hẹn một liên kết liền mạch giữa các bộ định tuyến IP và WDM trong mặt phẳng điều khiển. Ví dụ nh− mạng OLSR có thể đ−ợc cấu hình nh− là một vùng định tuyến theo giao thức OSPF, có nghĩa là flooding bản tin trạng thái đ−ờng truyền (LSA) liên miền cần đ−ợc cập nhật với những mở rộng OLSR, và flooding LSA nội bộ vùng OLSR cũng có thể cần đ−ợc sửa đổi để truyền dẫn có hiệu quả thông tin trạng thái liên kết WDM.

Điều khiển lưu lượng IP/WDM giải quyết những vấn đề hiệu quả và hiệu suất lưu lượng định tuyến trên một topo đường truyền quang IP đã được thiết lập tr−ớc, tránh đ−ợc những liên kết tắc nghẽn và cân bằng tải giữa những. Nhận biết topo mạng có thể đ−ợc thực hiện bằng cách sử dụng một giao thức định tuyến trạng thái liên kết (OSPF hay IS-IS), hoặc nó có thể đ−ợc dẫn đ−ờng qua nhiều giao diện quản lý (trong tr−ờng hợp tính toán đ−ờng đi tập trung). Trên quan điểm ứng dụng, thông tin topo mạng cập nhật và tự động cho phép những ảnh hưởng của việc chia sẻ tài nguyên đến hiệu suất của ứng dụng có thể dự đoán tr−ớc đ−ợc và các node và các liên kết đ−ợc lựa chọn thích hợp với những kết nối mạng để phù hợp với những yêu cầu ứng dụng.

Thuật toán đ−ờng đi tách rời ngắn nhất có khả năng tính toán node hoặc các đ−ờng kết nối tách rời: Trong thuật toán này (cặp node tách rời hay cặp liên kết tách rời), với một cặp node cho tr−ớc, tr−ớc tiên tìm đ−ờng đi ngắn nhất với sơ đồ mạng cho trước, sau đó xoá bỏ các liên kết có liên quan đến các node có đường đi ngắn nhất và cuối cùng tìm đường ngắn nhất trên sơ đồ mạng còn lại. Trong MPLS, khả năng trao đổi nhãn là hoàn toàn đ−ợc giả thiết, sự phân phối giá trị nhãn là không quan trọng vì ý nghĩa của giá trị nhãn chỉ là nội bộ giữa 2 OLSR gần kề và ta cần chọn bất cứ giá trị nhãn nào mà hiệu ch−a sử dụng. Bên cạnh MPLS LSP đơn hướng, GMPLS có thể thiết lập LSP hai hướng, trong đó mỗi đường đơn hướng chia sẻ những yêu cầu điều khiển lưu lượng giống nhau bao gồm bảo vệ và phục hồi, các bộ định tuyến chuyển mạch nhãn, và những yêu cầu tài nguyên nh− độ trễ.

Việc định tuyến cung cấp tin tức trong mạng thông qua các bảng định tuyến (nhờ đó báo hiệu có thể cung cấp hoạt động tốt nhất nh− là một quá. trình phân tán, động); GMPLS đề xuất việc sử dụng OSPF và BGP cho việc. Tóm lại, nó cần thiết phải thu thập đ−ợc đủ thông tin trong các LSA bó liên kết để cung cấp cho các thủ tục tính toán các đường đi khác nhau và tăng khả năng thành công của việc thiết lập đ−ờng đi. Tuỳ thuộc vào thủ tục tính toán đ−ờng đi đ−ợc sử dụng, những nhu cầu cần hỗ trợ trong quá trình thiết lập đ−ờng đi (ví dụ việc ghi lại thông tin nhóm liên kết hoặc SRLG trong quá. trình thiết lập đ−ờng đi) có thể khác nhau.

Bộ chuyển mạch biên tính toán đ−ờng đi chính và đ−ờng đi thứ hai end-to-end dựa trên bảng định tuyến nội bộ của nó đ−ợc duy trì bởi OSPF, và báo hiệu lightpath chính (và lightpath thứ hai nếu bảo vệ 1+1 hoặc 1:1) thiết lập sử dụng RSVP. Trong mô hình mạng gia tăng (augmented), các mạng WDM đ−ợc sử dụng nh− là các mạng IP miền WDM do vậy một miền WDM có thể giao tiếp với các miền WDM khác và với các miền IP thông qua giao thức BGP (Xem hình 3-12). Khi kết hợp các trường thông tin trong các giao thức định tuyến WDM, không giống nh− cho các giao thức định tuyến IP, nó cần phải quan tâm ít hơn về cách mà thông tin sẽ đ−ợc sử dụng sau này nh−.

BGP là một giao thức định tuyến dựa trên vector đường đi (path-vector), nghĩa là một thành phần mạng thông qua việc sử dụng BGP có thể xây dựng một đồ thị kết nối, nó là một đồ thị con của topo mạng mức miền (tức là mỗi node mạng là một miền hoặc một node thu gọn (abstract node)).