Mạng chuyển mạch gói IP chỉ cung cấp dịch vụ cổ gắng tốt nhất, không đảm bảo độ trễ, độ biến động trễ chặt chẽ cho câc lưu lượng thời gian thực. Tuy nhiín, khâch hăng xđy dựng mạng lõi IP tốc độ cao có thể tăng doanh thu vă tiết kiệm với câc dịch vụ cộng thím sử dụng MPLS vă DiffServ như dịch vụ băng thông đảm bảo. Vói nó, khâch hăng có thể dùng câc dịch vụ thoại vă số liệu với mức đảm bảo điểm-điểm, khả năng phđn phối câc gói có thể dự đoân được ừong câc ưạng thâi tải vă mạng biến đổi khâc nhau, dănh cho câc ứng dụng thời gian thực như hội nghị truyền hình chất lượng cao, VoIP, đăo tạo từ xa, tận dụng được từng bit của băng thông hiện có. DiffServ-TE tự động chọn ra một tuyến đường thỏa mên răng buộc cho câc dịch vụ đê được định nghĩa trước như premium, gold, silver, bronze, giải phóng nhă cung cấp dịch vụ khỏi việc phải tính toân con đường thích hợp cho mỗi khâch hăng vă mỗi loại dịch vụ của khâch hăng.
4.2.2. Câc đặc tính của mặt phẳng điều khiển
K ỹ thuật lưu lượng của Cisco
Kỹ thuật lưu lượng tự động thiết lập câc LSP có thể đảm bảo băng thông, độ trễ, độ biến động trễ thông qua cơ chế QoS thích hợp.
Bản thđn kỹ thuật lưu lượng đối xử tất cả câc lưu lượng như nhau. Để có thể mang thoại vă dữ liệu trong cùng một mạng, ta cần phđn biệt chúng như ưu tiín vă đảm băo chất lirợng dịch vụ chặt chẽ hofn cho lưu lượng thoại. DiffServ-Aware TE không chi cho phĩp cấu hình nhóm băng thông toăn cục mă còn cung cấp cấu hình nhóm con giới hạn cho lưu lượng mạng, như thoại. Băng thông hiện có được quảng câo bởi câc LSA của IGP hay TLV, do đó đảm bảo rằng mỗi router đều quản lí được băng thông hiện có khi cho phĩp một con đưòfng chuyển mạch nhên mới.
Đ ịnh tuyến lại n h a n h của Cisco (M PLS FRR)
Tâi định tuyến nhanh lă khả năng chuyển đổi lưu lượng một câch cục bộ sang kính dự phòng trong trường hợp liín kết hay nút bị hỏng hơn 50 ms (so sânh được với chức năng bảo vệ chuyển mạch tự động của mạng SONET) bằng câch sử dụng cơ chế xếp chồng nhên vă bâo hiệu RSVP để thiết lập kính dự phòng gần với nút hay liín kết cần bảo vệ. Khi phât hiện ra mất tín hiệu từ liín kết, I^RR sẽ tự động chuyển tiếp lưu lượng sang kính dự phòng trong vòng tối thiểu 50 ms một câch trong suốt đối với người dùng cuối.
B ộ cẩp p h â t băng th ông tự động
Quản lý liín tục mức sử dụng trung bình của câc kính TE vă có thể thay đổi băng thông của câc kính TE cho phù họfp với luồng lưu lượng nín tận dụng được băng thông mạng hiện có vă nđng cao lọi nhuận cho nhă cung cấp dịch vụ. Khoảng thời gian trung bình để theo dõi có thể thay đổi được nín giúp điều khiển tăi nguyín mạng tốt hơn.
H ình 4.15: M ặt phang điều khiển vă chuyển tiếp cho câc dịch vụ đăm bảo.
4.2.3. Câc đặc tính của mặt phẳng chuyển tiếp
Câc đặc tính của mặt phẳng chuyển tiếp gồm tập câc QoS thiết yếu cho câc câc kính TE. Câc cơ chế năy cùng với DiffServ cung cấp mức đảm bảo điểm-điểm cho mỗi lớp dịch vụ.
Đảm bảo băng thông
Thiết bị mạng phải có khả năng điều phối lưu lượng đảm bảo câc lưu lượng thoại luôn nhận được mức chia sẻ dung lượng liín kết khi nghẽn xảy ra. Đảm bảo băng thông đầy đủ khi băng thông dự phòng ứong mặt phẳng điều khiển tương đương với băng thông dự phòng cho m ặt phang chuyển tiếp cho chính lóp đó vă băng thông cho câc dự phòng năy tuđn theo băng thông được yíu cầu.
Đảm bảo băng thông không phải lúc năo cũng đảm bảo độ trễ vă độ biến động trễ. Ví dụ câc tuyến dăi có thể cung cấp đảm bảo về băng thông nhưng không đâp ứng yíu cầu về độ trễ cho câc dịch vụ yíu cầu QoS chặt chẽ.
Giới hạn độ hiến động trễ
Do xếp hăng vă điều phối lưu lượng nín câc thiết bị mạng gđy ra độ trễ khâc nhau. Câc ứng dụng trung kế thoại yíu cầu một đâp ứng mạng chắc chắn vă có khả năng dự đoân được trong giới hạn độ biến động trễ.
Câc đặc đỉểm tiín tiến khâc
Tại rìa của mạng, lưu lưọfng được kiểm soât vă đânh dấu (color) bằng câc bit ToS trong tiíu đề. Mău năy được dùng trong mạng lõi để nhận dạng lóp dịch vụ của gói vă chính sâch LLQ (Low-Latency Queuing) được dùng để đảm bảo băng thông tối thiểu cho câc kính thuộc một lớp dịch vụ cụ thể. Nó giúp nhă cung cấp dịch vụ đảm bảo mức ưu tiín nghiím ngặt vă lượng băng thông yíu cầu cho thoại trong khi phđn chia phần băng thông còn lại cho câc kính khâc vă lưu lượng dữ liệu (CBWFQ).
4.2.4. Câc bước thự c hiện để đảm bảo ch ất lượng dịch vụ tro n g m ạng lõi
Ta sẽ nói câch mă mạng MPLS vă DiffServ cung cấp dịch vụ băng thông đảm bảo bằng câch sử dụng kỹ thuật lưu lưọTig vă chất lượng dịch vụ. Giải phâp năy được thực hiện với thiết bị router Cisco 7500 tại rìa mạng, router 12000 trong mạng lõi vă hệ điều hănh 12.0(14) ST.
Bước 1: Cấu hình toăn cục
• Bật chức năng kỹ thuật lưu lượng (traffic engineering) cho router.
• Cấu hình giao thức định tuyến cho câc router lă OSPF hay IS-IS. Traffic Engineering hỗ trợ OSPF vă IS-IS cho định tuyến nội.
Bước 2: c ấ u hình mặt phẳng điều khiển cho câc giao tiếp trong lõi. • Bật chức năng traffic engineering cho câc giao tiếp.
• Định nghĩa băng thông cấp phât trín cấc giao tiếp, cho phĩp dự phòng RSVP cho câc kính TE.
• Vùng toăn cục ịglobal-pooiy. lưọTig băng thông trín giao tiếp (interface) luôn sẵn săng cho việc đăng kí.
• Vùng phụ (sub-pool): lượng băng thông từ global-pool sẵn có cho việc dự phòng một sub-pool. Global-pool vă sub-pool cho biết băng thông được gân cho câc đường hầm dịch vụ băng thông đảm bảo qua mạng. Băng thông được dự phòng tại tất cả câc liín kết trong mạng. Khi một đường hầm mới được cho phĩp với băng thông global-pool hay sub-pool, nó chỉ được thiết lập nếu có đù băng thông sẵn có để đâp ứng yíu của đường hầm mới. Để đâp ứng chất lượng dịch vụ, mỗi vùng băng thông phải được gân một lóp QoS vă câc tham số hăng đợi để cung cấp băng thông đảm bảo trín câc giao tiếp lõi. Vùng băng thông phải phù hợp với băng thông được gân cho lớp trín mỗi liín kết trong mạng.
Bước 3: c ấ u hình mặt phẳng chuyển tiếp cho câc giao tiếp lõi bao gồm quản lí tắc nghẽn vă trânh tắc nghẽn.
Với quản lí tắc nghẽn, câc gói tin được phđn biệt dựa trín băng thông vă độ trễ giới hạn. Hệ thống điều phối tự động cấp phât băng thông vă đảm bảo độ trễ tối thiểu cho lưu lượng mạng dựa văo lóp lưu lưọTig. Quản lí tắc nghẽn được thực hiện bằng Modified Deficit Round Robin (MDRR) với Cisco 12000 vă CBWFQ vói Cisco 7500.
Trânh tắc nghẽn được thực hiện bằng cơ chế Weighted Random Early Detection (WRED) cho câc gói phđn biệt nhau dựa trín xâc suất xóa. WRED theo dõi lưu lượng mạng, tiín đoân vă ngăn chặn tắc nghẽn tại câc mạng chung vă câc điểm cổ chai của liín mạng. WRED có thể xóa lưu lượng có mức ưu tiín thấp khi một giao tiếp bắt đầu bị nghẽn vă cung cấp câc đặc tính hiệu suất khâc biệt cho câc lóp dịch vụ khâc nhau.
Bước 4: cấu hình câc tùy chọn cho mạng lõi như tâi định tuyến nhanh để cải thiện tính luôn sẵn có của mạng, bảo đảm câc liín kết bị lỗi vă tâi định tuyến ttong vòng 50 ms. 4.2.5. Câc dịch vụ băng thông đảm bảo với M PLS
4.2.5.1. Kính th u í riíng ảo IP
Kính thuí riíng ảo IP (IP virtual lease-line) vận chuyển IP theo kiểu điểm-điểm. Kết nổi giữa thiết bị rìa vă router rìa nhă cung cấp luôn lă kết nối IP, trung kế IP năy có thể lă trung kế thoại hay vận chuyển .dữ liệu giữa site dự phòng vă trung tđm dữ liệu với câc yíu cầu QoS khâc biệt. M ột VLL nghiím ngặt không chỉ cung cấp kết nối mă còn bao gồm mức đảm bảo điểm-điểm cho băng thông, độ trễ, độ biến động trễ, mức xóa gói vă tính sẵn săng cùa mạng.
Vói kính thuí riíng ảo IP, tập băng thông được cấp phât trín tất cả câc liín kết của dịch vụ VLL. Câc dịch vụ được cho phĩp chỉ khi băng thông có sẵn trong tập băng thông VLL. V í dụ kết nối điểm-điểm, băng thông cho phĩp cho kết nối trong tập băng thông VLL tương đương với tốc độ ư-uy cập của site khâch hăng, băng thông dự phòng cho kết nối được giới hạn đến một phần của tốc độ truy cập, sử dụng câc đặc tính QoS vă cấc kỹ thuật như chính sâch MQC, tương thích ngược CAR, chỉnh dạng lưu lưọTig. Để cung cấp băng thông đăm bảo, băng thông tổng cộng được đăng kí cho tất cả câc kết nối không được vượt quâ tốc độ truy cập phía khâch hăng.
H ình 4.16: Kính thuí riíng ảo lớp 3.
Liín kết
nối tiếp Liín kết
nối tiếp
IP nối tiếp hay p pp
112 Chuyển mạch nhên đa giao thức MPLS
4.2.S.2. Kính th u í riíng ảo lớp 2
Dịch vụ VLL lóp 2 tập trung văo câc giao thức lớp 2 như Ethernet, Frame Relay vă ATM theo kiểu điểm-điểiĩi qua một mạng MPLS. Chuyển vận lóp 2 qua mạng MPLS cung cấp câc dịch vụ đơn giản nhưng hấp dẫn khâch hăng như Ethernet qua MPLS. Với VLL lóp 2, khâch hăng có thể dùng câc giao thức non-IP như IPX hay mở rộng câc miền VLAN bằng câch vận chuyển trong câc khung Ethernet thô. Nhă cung cấp dịch vụ còn có thể tạo ra câc điểm ngang hăng từ xa như lă một hub đon bằng câch miền quảng bâ vă trung kế Ethernet.
Trong kính thuí riíng ảo lớp 2, khâch hăng vận chuyển câc mạch ảo tầng 2 sang kính TE. Muốn vậy, ngõ văo của nhă cung cấp dịch vụ ânh xạ địa chỉ IP đích của điểm cuối ngõ ra mạch ảo sang một kính TE với băng thông dữ liệu sẵn.
H ình 4.17: Kính thuí riíng ảo lớp 2.
Đường hầm ATM
Liín kết nối tiếp
Router CPE
VLL tầng 2 dùng mạng MPLS để cho phĩp vă cung cấp kết nối lớp 2 theo kiểu điểm- điểm, đảm bảo chặt chẽ chất lượng dịch vụ, khả năng tâi định tuyến nhanh trong vòng 50 ms, giảm chi phí, tận dụng băng thông hiện có mă vẫn đảm bảo cho câc lưu lượng ưu tiín cao. Tuy nhiín, mạng VLL tầng 2 thì phức tạp hcm vă khó sửa chữa hỏi mạng IP.
4.3. TÓ M TẮT
Mối liín hệ giữa MPLS vă QoS lă mối quan hệ gần gũi nhưng thật sự MPLS không thể thay thế hoăn toăn cho QoS. Hơn nữa MPLS chỉ có thể hỗ ừ ợ cho những mô hình chất lượng dịch vụ đê được phât triển trín IP vă sử dụng trong mạng thuộc loại non_MPLS. Có hai mô hình chính lă dịch vụ tích hợp IntServ (Intergrated Services), vă dịch vụ phđn biệt DiffServ (Differentiated Services). Mô hình dịch vụ tích hợp được thiết kế để cung cấp mức
chất lưọng dịch vụ từ đầu cuổi-đầu cuối cho riíng tÙTig dòng dữ liệu trong khi đó mô hình dịch vụ phđn biệt cho phĩp một mạng EP quy mô lón có thể cung cấp một số lượng nhỏ câc lóp dịch vụ khâc nhau.
Hỗ trợ cho câc mô hình dịch vụ IP trong một mạng MP1.S lă điều cốt yếu của việc triển khai MPLS, vì thế không nín để mất câc chức năng DP. Thím văo đó, hỗ trợ mô hình chất lượng dịch IP bằng câc thiết bị MPLS mang lại một số tiện ích. Bởi vì câc LSR hoạt động trín nền tảng lă phần cứng của chuyển mạch ATM vì thế một mạng ATM có thể hỗ trợ cho mô hình chất lượng dịch vụ DP, góp phần mang lại một giải phâp cho vấn đề gđy nhiều khó khăn trong quâ khứ. Không những thế, MPLS có khả năng dănh sẵn tăi nguyín cho luồng lưu lượng lớn bao gồm nhiều lưu lượng nhỏ. Vì thế MPLS đê góp phần giải quyết vấn đề liín quan đến sự triển khai rộng rêi mô hình dịch vụ tích hợp.
5.1. TÒNG QUAN GIAO THỨC ĐỊNH TUYÍN
Câc giao thức định tuyến có thể chia thănh hai loại lă vector khoảng câch vă trạng thâi liín kết. Ngoăi ra, chúng còn có thể được phđn loại theo câch chúng quan hệ như thế năo với hệ thống. Câc giao thức hoạt động bín trong một hệ thống được gọi lă câc giao thức định tuyến nội IGP (Interior Gateway Protocol) như RIP, IGRP, EIGRP vă OSPF. Câc giao thức hoạt động bín ngoăi hệ thống, hay giữa câc hệ tự trị AS (Autonomous System) với nhau, được gọi lă câc giao thức định tuyến ngoại EGP (Exterior Gateway Protocol). BGP lă giao thức EGP phổ biến nhất vă được xem lă chuẩn của Internet.
Bảng 5.1: So sânh giữa hai loại định tuyển vector khoảng câch vă trạng thâi liín kết
V ector khoảng câch Trạng ỉh â i liín kểt
Lấy dữ liệu cấu hình mạng từ thông tin trong bảng định tuyến của câc lâng giềng.
Thu được câi nhìn rộng về cấu hình của liín mạng hiện tại bằng câch tích lũy ỉấ ỉ cả câc quảng câo ỉrạng ỉhâỉ liín kếỉ.
Mỗi router xâc đjnh con đường tốt nhất bằng câch cộng dồn số chặng khi thông tin định tuyến được chuyển từ router tới router.
Mỗi router lăm việc một câch độc lập để tính con đường ngắn nhất của nổ tới mạng đích.
Cập nhật thông tin định tuyến một câch định kỳ Chỉ cập nhật khi có sự thay đổi về cấu hình mạng.
Thông điệp cập nhật thông tin định tuyến lớn, do sao chĩp toăn bộ bảng định tuyến.*
Chỉ gửi những thông tin cập nhật cần thiết, tức chỉ gửi những thay đổi mă thôi.
Thông tin í^nh tuyến chỉ được trao đổi vởi lâng giềng thông qua phương phâp broadcast.
Thông tin định tuyến được gửi cho tất cả câc router thông qua phương phâp ngập lụt (flooding).
Từ so sânh trín ta có thể suy ra nhận xĩt sau, thời gian để thông tin định tuyến được cập nhật tại tất cả câc router đối với trạng thâi liín kết ngắn hơn đối với vector khoảng câch. Nói câch khâc, thời gian hội tụ của trạng thâi liín kết nhanh hơn. Trạng thâi liín kết tiíu tốn tăi nguyín (bộ nhớ) nhiều hcm vector khoảng câch nhưng tiíu tốn ít thời gian CPU hcm.
5.2. CÂC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN5.2.1. Giao thức thông tin định tuyến RIP 5.2.1. Giao thức thông tin định tuyến RIP
RIP (Routing Information Protocol) lă giao thức định tuyến nội đơn giản vă được dùng phổ biến theo kiểu vector khoảng câch, dùng số hop để xâc định con đường tốt nhất giữa hai vùng, sổ hop lă số router mă gói tin phải đi qua để đến được đích, số hop tối đa ừong giao thức RIP để gói tin có thể đi trín mạng lă 15. Tuy nhiín, việc sử dụng số hop để
chọn đưÒTig đi tốt nhất trín mạng lă không tối ưu (ví dụ, một con đường 3 hop qua 3 mạng Ethernet vẫn tốt hoTi con đưÒTig 2 hop nhưng phải qua 2 kết nốL không dđy hay vệ tinh). Trong một mạng RIP, mỗi router sẽ broadcast toăn bộ bảng định tuyến của nó đến câc router lâng giềng cứ mỗi 30 giđy. Mỗi thông tin cập nhật định tuyến thường gồm hai phần: địa chỉ mạng vă khoảng câch để đến được mạng năy. Khi một router nhận được thông tin định tuyến từ câc lâng giềng, nó sẽ dùng câc thông tin năy để cập nhật bảng định tuyển của nó vă gửi tiếp bản định tuyến đê cập nhật năy đến câc router lâng giềng của nó. Thủ tục năy sẽ được lặp lại bởi mỗi router vă mạng sẽ tiến đến txạng thâi hội tụ khi tất cả router đều thấy toăn bộ topo mạng.
RIP sử dụng cơ chế định thời (timer) để loại bỏ câc thông tin cũ trong bảng định tuyến. Khi router thím một thông tin định tuyến mới văo bảng định tuyến của mình, nó sẽ bật timer cho thông tin năy. Khi nó nhận được thông tin định tuyến mới cập nhật thông tin