6 Giao thức quản lý đường kết nối – Link Management Protocol
6.2 Các loại đường liên kết dữ liệu
Trước khi mô tả chức năng LMP, chúng ta mô tả các loại đường liên kết trong phần này. Có hai loại đường liên kết dữ liệu: một là đường kết nối thành phần, một là đường kết nối cổng. Điều khác nhau giữa đường kết nối cổng và đường kết nối thành phần như sau. Cổng là đường kết nối vật lý tối thiểu không thể chia được nữa, và đường kết nối thành phần là một đường kết nối vật lý tối thiểu có thể chia bằng cách sử dụng khe thời gian hoặc nhãn điều chỉnh.
Ở đây, chúng ta giả sử rằng đường kết nối TE là đường kết nối dữ liệu, như hình 820. Trong hình 20 (a), đường kết nối TE bao gồm nhiều đường OC-192c được pó lại. Trong trường hợp này, tối thiểu đường kết nối vật lý là OC-192c không thể được chia nhỏ hơn đường này. Vì thế, đường kết nối luận lý tối thiểu của đường kết nối này cũng OC-192c. Có hai tham số để xác định đường kết nối luận lý tối thiểu: một là tham số xác định đường kết nối chỉ ra đường kết nối TE, một là tham số xác định giao diện chỉ ra giao diện cổng vật lý. Trong trường hợp một cổng, tham số xác định giao diện tương ứng cổng với nhãn. Ngược lại, trong hình 20 (b), tối thiểu đường kết nối vật lý là OC-192 (một đường kết nối thành phần) và có thể chia thành bốn đường OC-48c. Vì thế, trong trường hợp này, đường kết nối vật lý tối thiểu là OC- 48c. Có 3 tham cần xác định đường kết nối luận lý tối thiểu: một là tham số xác định đường kết nối để xác định đường kết nối TE, một là tham số xác định giao diện chỉ ra giao diện cổng vật lý, và một là nhãn xác định khe thời gian của OC-48c. 6.3 Các chức năng của LMP
LMP có bốn chức năng:
Quản lý kênh điều khiển
Tương quan thuộc tính đường kết nối Chứng nhận kết nối
Quản lý lỗi
Quản lý kênh điều khiển và tương quan thuộc tính đường kết nối là chức năng không thể thiếu của LMP, và việc xác nhận kết nối và quản lý lỗi là những chức năng kèm thêm.
Hình 20: Các loại đường kết nối dữ liệu13
6.3.1 Quản lý kênh điều khiển
Để chức năng LMP hoạt động, phải có ít nhất một kênh điều khiển hai hướng giữa các hai nút kết nối bằng đường kết nối TE. Khi ít nhất một kênh điều khiển hai hướng được thiết lập, thì các nút kết nối được gọi là LMP kế cận. Chức năng quản lý kênh điều khiển là để thiết lập và quản lý kênh điều khiển.
13 Naoaki Yamanaka, Kohei Shiomoto, Eiji Oki, GMPLS Technologies Broadband Backbone Networks and Systems, Chapter 8.6.3
Hình 21: Giao thức quản lý đường kết nối14
Hình 21 hiển thị một ví dụ kênh điều khiển giữa các nút. Trong ví dụ, mặc dù kênh điều khiển đang sử dụng một phương tiện vật lý khác nhau so với cái được sử dụng trong đường kết nối dữ liệu, nó cũng có thể sử dụng cùng phương tiện vật lý. Giao tiếp dữ liệu điều khiển giữa các nút kế cận được thực thi bằng giao thức IP. Tất cả gói tin LMP hoạt động như các gói tin UDP (User Datagram Protocol) có một số cổng LMP. Trong giao tiếp bằng giao thức IP, bộ định tuyến IP có thể chèn vào giữa các nút kế cận, và nếu giao tiếp bằng giao thức IP thì có thể không có sự hạn chế trong kênh điều khiển. Kênh điều khiển này cũng có thể sử dụng giao tiếp giao thức mở rộng OSPF hoặc mở rộng RSVP.
Kênh điều khiển của mỗi hướng được xác định bằng một tham số xác định kênh điều khiển. Các kênh điều khiển cho cả hai hướng có thể tương ứng bằng cách sử dụng bản tin Config. Bản tin Config được gửi từ nút này tới nút ở xa để thiết lập kênh điều khiển. Lúc này, giao diện của kênh điều khiển trong nút ở xa cần địa chỉ IP là cấp phát động hay là tĩnh. Bản tin Config gồm một tham số xác định kênh điều khiển cục bộ, một tham số xác định nút phía gửi, một tham số xác định bản tin, các tham số Config, v.v. Một bản tin LMP được gửi một cách bảo mật với tham số xác
định bản tin 32-bit và một chức năng gửi lại. Số lượng tham số xác định bản tin tăng và trả về 0 khi nó đạt giá trị tối đa.
Nút từ xa nhận bản tin Config và gửi bản tin bản tin ConfigACK, nếu không có vấn đề gì trong nội dung bản tin Config, nó gửi bản tin ConfigNack khi nội dng truyền có vấn đề. Trong trường hợp, kênh điều khiển đường kết nối không thiết lập, thì nút ở xa phải chỉnh sửa nội dụng bản tin Config và cố thiết lập kênh điều khiển.
Khi kênh điều khiển được thiết lập, giao thức LMP Hello được kích hoạt. Giao thức LMP Hello trao đổi bản tin Hello giữa các nút kế cận và xác nhận kênh điều khiển bình thường. Khi bản tin Hello không thể trao đổi, đường kết nối TE đưa vào trạng thái suy giảm nhưng vẫn họa động bình thường, còn kênh điều khiển không hoạt động bình thường. Khi đường kết nối TE quay lại trạng thái bình thường từ trạng thái suy giảm, thì kênh điều khiển quay lại trạng thái thiết lập. Tuy nhiên, nếu đường kết nối TE không thể phục hồi lại từ trạng thái suy giảm, thì đường kết nối TE bị mất kết nối.
6.3.2 Sự tương quan thuộc tính đường kết nối
Sự tương quan này được thực thi để đồng bộ các thuộc tính của một đường kết nối TE giữa các nút kế cận bằng nhóm các đường kết nối dữ liệu (đường kết nối thành phần hoặc cổng) tới đường kết nối TE. Điều này được thực thi sau khi đường kết nối TE được thiết lập hoặc sau khi đường kết nối TE thiết lập một cách tự động bằng chức năng xác nhận kết nối mà là chức năng kèm thêm của LMP, bằng cách sử dụng bản tin LinkSummary, bản tin LinkSummaryAck, và bản tin LinkSummaryNack.
Như hình 21, khi có một hoặc nhiều đường kết nối TE giữa các nút kế cận, mỗi đường kết nối TE có một xác định đường kết nối tại mỗi nút ở hai đầu và mỗi đường kết nối dữ liệu (đường kết nối thành phần hoặc cổng) có một tham số xác định giao diện tại mỗi nút ở cả hai đầu. Xác định đường kết nối và xác định giao diện được thể hiện bằng IPv.4, IPv.6, hoặc không số địa chỉ.
Nó có thể đồng bộ các thuộc tính của đường kết nối TE giữa các nút kế cận bằng cách nhóm các đường kết nối dữ liệu (đường kết nối thành phần và cổng) đến đường kết nối TE với bản tin LinkSummary. Bản tin LinkSummary bao gồm đối tượng đường kết nối TE và đối tượng đường kết nối dữ liệu. Đối tượng đường kết
nối TE phân biệt tham số xác định đường kết nối cục bộ và đường kết nối từ xa của đường kết nối TE, và chỉ thị sự xác nhận kết nối và chức năng quản lý lỗi mà chức năng kèm thêm của LMP được hỗ trợ hoặc không. Đối tượng đường kết nối bao gồm thông tin đường kết nối dữ liệu (loại chuyển mạch giao diện, xác định giao diện, v.v) mà tạo đường kết nối TE.
Nút cục bộ nhận bản tin LinkSummary từ nút ở xa kiểm tra nội dung của bản tin LinkSummary đối chiếu lại thông tin của đường kết nối TE mà nút cục bộ sở hữu. Thông tin đường kết nối TE mà đường kết nối nút cục bộ sở hữu gồm thông tin được sử dụng khi đường kết nối TE tự động thiết lập bằng chức năng tự động xác nhận kết nối như chức năng kèm thêm của LMP hoặc thông tin cầu hình được sử dụng khi đường kết nối TE được thiết lập bằng tay.
Bản tin LinkSummaryAck gửi đến nút khởi tạo của bản tin LinkSummary khi tham số xác định giao diện đường kết nối dữ liệu phụ thuộc vào đường kết nối TE đồng ý với định nghĩa của thuộc tính đường kết nối. Khi nút này nhận bản tin Link- SummnaryAck, thì các thuộc tính của đường kết nối TE giữa các nút kế cận được xác nhận. Nếu tham số xác định giao diện không đồng ý với nội dung, nó gửi bản tin LinkSummnaryNack bao gồm nội dụng có vấn đề. Nút mà nhận bản tin LinkSummaryNack sẽ gửi một bản tin LinkSummary mới phản hồi nội dung của bản tin LinkSummaryNack tới nút kế cận.
Bản tin LinkSummary có thể trở nên lớn khi số lượng đối tượng đường kết nối dữ liệu tăng. Vì vậy, trong lúc gửi và nhận bản tin LMP, nút gửi gói tin LMP có chức năng phân chia mảnh gói tin IP, và gói nhận gói tin LMP phải có chức năng lắp ghép các gói tin IP được phân chia mảnh.
6.3.3 Xác nhận kết nối
Có hai cách thiết lập đường kết nối TE: cách tự động và bằng tay. Khi thiết lập bằng tay, thì kết nối của đường kết nối dữ liệu phụ thuộc vào đường kết nối TE được xác nhận bằng tay, và sau đó các thuộc tính của đường kết nối TE được thiết lập trên cả hai nút ở hai đầu như thông tin cấu hình. Chức năng xác nhận kết nối của LMP là chức năng thiết lập đường kết nối TE tự động.
điện. Vì thế, việc kết nối của đường kết nối dữ liệu phải được xác nhận trước khi lưu lượng người dùng được gửi tới. Để làm như vậy, đường kết nối dữ liệu được chuyển tới thiết bị có thể gửi hoặc nhận báo hiệu điện tại nút ở hai đầu, và sau đó bản tin Test gửi đến đường kết nối dữ liệu để xác nhận kết nối. Khi kết nối của nhiều đường kết nối dữ liệu cần được xác nhận, nó không cần gửi đồng thời bản tin Test tới các đường kết nối dữ liệu, nhưng đó là ý tốt để xác nhận kết nối của mỗi đường kết nối dữ liệu một tới một. Nút hỗ trợ chức năng xác nhận kết nối phải có thể kết nối ít nhất một trong những giao diện để xác nhận thiết bị gửi và nhận bản tin Test. Ở đây nó nên ghi chú rằng, trong LMP, chỉ bản tin Test được gửi trên đường kết nối dữ liệu và tất cả các bản tin LMP khác được gửi trên kênh điều khiển. Chức năng xác nhận kết nối được thực thi bằng các bản tin như: bản tin BeginVerify, bản tin BeginVerifyAck, bản tin BeginVerifyNack, bản tin EndVerify, bản tin EndVerifyAck, bản tin EndVerifyNack, bản tin Test, bản tin TestStatus- Success, bản tin TestFailure, bản tin TestStatusAck.
Ở đây, chúng ta mô tả hoạt động của việc xác nhận kết nối được thể hiện hình 21. Để chúng ta xem xét xác nhận kết nối của đường kết nối TE giữa tham số xác nhận đường kết nối số 13 tại nút A và số 25 tại nút B.
1- Nút A gửi bản tin BeginVerify xuyên qua kênh điều khiển. Bản tin BeginVerify bao gồm tham số xác nhận cục bộ số 13 của đường kết nối TE và nút A bắt đầu xác nhận kết nối của đường kết nối dữ liệu phụ thuộc vào đường kết nối TE đối chiếu nút B.
2- Khi nút B nhận bản tin BeginVerify, nó tạo tham số xác nhận và gán tham số này đến đường kết nối TE từ nút A. Tham số này được sử dụng khi nút B nhận bản tin Test từ nút A. Nút B nhận ra tham số xác nhận đường kết nối số 13 của nút A và gửi tham số xác nhận đường kết nối cục bộ số 25 của nó, tham số xác nhận đường kết nối số 13, và tham số xác nhận được chèn vào bản tin BeginVerifyAck tới nút A.
3- Khi nút A nhận bản tin BeginVerifyAck, bản tin Test được gửi trên đường kết nối dữ liệu với xác nhận giao diện số 1. Bản tin Test gửi tham số xác nhận tới nút B và tham số xác nhận giao diện cục bộ 1 tới nút A. Khi bản tin Test gửi
trên đường kết nối dữ liệu, thì nút B kết nối giao diện đường kết nối dữ liệu tới thiết bị có thể nhận và gửi báo hiệu điện để kiểm tra.
4- Khi nút B nhận bản tin Test, tham số xác nhận giao diện của nút A và nút B được gán với nhau, bản tin TestStatusSeccess được tới nút A xuyên qua kênh điều khiển. Bản tin TestStatusSuccess bao gồm tham số xác nhận giao diện và tham số xác nhận của cả hai nút. Tham số xác nhận này nhận ra đường kết nối TE hoặc xác nhận đường kết nối.
5- Nút A gửi bản tin TestStatusSuccess tới nút B để thông báo nó đã nhận bản tin TestStatusSuccess.
6- Các thủ tục này được lặp lại để duy trì các đường kết nối dữ liệu xác nhận mỗi đường kết nối.
7- Khi tất cả các đường kết nối dữ liệu được kiểm tra, nút A gửi bản tin EndVerify xuyên qua kênh điều khiển tới nút B.
8- Cuối cùng, nút B gửi bản tin EndVerifyAck tới nút A để chỉ ra nó đã nhận bản tin EndVerify xuyên qua kênh điều khiển.
Việc sử dụng các thủ tục này, nó có thể xác nhận việc kết nối của các đường kết nối dữ liệu một cách tự động.
6.3.4 Quản lý lỗi.
Quản lý lỗi là một chức năng kèm theo của LMP có vai trò xác định vị trí lỗi của đường kết nối TE. Khả năng kiểm tra lỗi của đường kết nối TE và xác định vị trí lỗi, điều đó có thể bảo vệ mạng ngay và khôi phục từ trạng thái lỗi. Chức năng quản lý lỗi được thực hiện bằng cách sử dụng các bản tin như: bản tin ChannelStatus, bản tin ChannelStatusAck, bản tin ChannelStatusRequest, bản tin ChannelStatusRes- ponse.
Trong trường hợp giao diện trong suốt nhận và gửi các báo hiệu quang mà không chuyển đổi đến hoặc từ báo hiệu điện, phát hiện đường kết nối dữ liệu lỗi được thực hiện bằng cách đo suy giảm tín hiệu ở lớp vật lý, chẳng hạn như sự tắt tín hiệu quang. Tuy nhiên, chức năng quyến định suy giảm của lớp vật lý thì độc lập với chức năng LMP.
Khi lỗi xảy ra trên đường kết nối dữ liệu giữa các nút, nó có thể xảy ra tất cả các nút phía xuôi hướng của LSP phát hiện lỗi và tạo ra nhiều cảnh báo mà không phát hiện ra vị trí lỗi. Xuôi/ngược hướng được xác định bởi hướng truyền dữ liệu đi. Để tránh tạo nhiều cảnh báo cho cùng một lỗi, thì chức năng thông báo lỗi được sẵn sàng bằng việc sử dụng bản tin ChannelStatus trong LMP.
Để xác định đường kết nối bị lỗi giữa các nút kế cận, thì các nút xuôi hướng phát hiện một lỗi của LSP thông báo rằng chúng phát hiện một lỗi đến các nút ngược hướng bằng cách sử dụng bản tin ChannelStatus. Các nút ngược hướng kiểm tra xem một lỗi đường kết nối ngược hướng đã được phát hiện hoặc không trái với lỗi đường kết nối xuôi hướng. Nếu đường kết nối ngược hướng nhìn thấy từ chính nút nó bình thường, thì nó thông báo có một lỗi trong kết nối giữa các nút kế cận đến các nút xuôi hướng bằng cách sử dụng bản tin ChannelStatus. Nếu lỗi cũng được phát hiện trong chính nút ngược hướng thì nó thông báo đường kết nối các nút kế cận bình thường bằng cách sử dụng bản tin ChannelStatus. Nếu bản tin ChannelStatus không được gửi từ nút ngược hướng, thì nó gửi bản tin ChannelStatusRequest tới nút ngược hướng. Khi vị trí lỗi trên đường kết nối dữ liệu được xác định, thì quá trình khôi phục từ lỗi được thực hiện bằng giao thức báo hiệu.
7 Mô hình ngang hàng và mô hình phủ kính
Từ quan điểm của hoạt động mạng, GMPLS hỗ trợ hai mô hình, mô hình ngang hàng (Peer Model) và mô hình phủ kính (Overlay Model). Hình 22 và hình 23 thể hiện mô hình ngang hàng và mô hình phủ kính. Phần này, chúng ta mô tả mạng gồm có bộ định tuyến IP và OXC.
Hình 22: Mô hình ngang hàng15
7.1 Mô hình ngang hàng
Như hình 22, trong mô hình ngang hàng, tất cả bộ định tuyến IP và OXC với mạng tồn tại là nút ngang hàng, một điều tương đương, và chúng được điều khiển