2. Xác định công nghệ mạng chuyển mạc h– công nghệ MPLS
2.1. Tổng quan công nghệ MPLS
Sự phát triển đa dạng của các ứng dụng dựa trên công nghệ gói điển hình là giao thức IP đã kéo theo sự bùng nổ lưu lượng và làm thay đổi bản chất lưu lượng truyền tải trên mạng. Định tuyến IP đã phát triển thêm tính năng mới, dưới
ảnh hưởng của công nghệ mới, đó là chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS). MPLS được hướng thành một mảng điều khiển không chỉđơn thuần sử dụng cho bộ định tuyến mà còn với công nghệ cũ như SDH và thiết bị mới như OXC. Những nỗ lực này đã tạo ra mảng điều khiển chung chuẩn hoá, một phần tử thiết yếu trong sự phát triển mạng mở và tương hợp. Trước hết, một mảng điều khiển chung sẽ làm đơn giản hoá hoạt động khai thác và bảo dưỡng, do đó giảm được chi phí vận hành mạng. Tiếp đến, mảng điều khiển chung cung cấp một loạt giải pháp phát triển từ mô hình chồng đến mô hình đồng cấp. Một số sửa đổi và thêm tính năng vào giao thức định tuyến và báo hiệu MPLS để thích ứng với mạng chuyển mạch quang đã được thực hiện bởi IETF. GMPLS là tên gọi mới của giao thức MPLS đã được mở rộng thành mảng điều khiển chung cho mạng truyền tải thế hệ sau.
Hình 2.1 Mô hình kiến trúc giao thức MPLS/GMPLS
Chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS) là một công nghệ mới xuất hiện nhưng đã chiếm được lòng tin của người sử dụng, nhờ sự tích hợp mô hình phát chuyển trao đổi nhãn với định tuyến lớp mạng. Những nỗ lực ban đầu của MPLS tập trung vào IPv4 để hỗ trợ các giao thức định tuyến IP tìm đường kết nối trong mạng. Tuy nhiên, MPLS cũng cung cấp khả năng thiết kế lưu lượng: chuyển
luồng lưu lượng từ các tuyến ngắn nhất được xác định theo thuật toán của giao thức định tuyến đến tuyến có tiềm ẩn nghẽn thấp nhất qua mạng.
Nguyên lý hoạt động chủ yếu trong công nghệ MPLS là thực hiện gán nhãn cho các loại gói tin cần chuyển đi tại các bộđịnh tuyến nhãn biên LER, sau đó các gói tin này sẽ được trung chuyển qua các bộ định tuyến chuyển mạch nhãn LSR. Các đường chuyển mạch nhãn LSP được thiết lập bởi người điều quản lý mạng trên cơ sở đảm bảo một số yêu cầu kỹ thuật nhất định như là mức độ
chiếm dụng đường thông, khả năng tắc nghẽn, chức năng kiến tạo đường hầm….Như vậy, sự hoạt động chuyển mạch các LSP cho phép MPLS có khả
năng tạo ra các kết nối đầu cuối tới đầu cuối như đối với công nghệ ATM hoặc Frame Relay và cho phép truyền lưu lượng qua các tiện ích truyền tải khác nhau mà không cần phải bổ sung thêm các giao thức truyền tải hoặc cơ cấu điều khiển
ở phân lớp 2. Những chức năng chủ yếu của công nghệ MPLS đã được mô tả và
định nghĩa trong các tài liệu của tổ chức IETF (RFC 3031, 3032). Phương pháp chuyển mạch nhãn ứng dụng trong công nghệ MPLS cho phép các bộđịnh tuyến thực hiện định tuyến gói tin nhanh hơn do tính đơn giản của việc xử lý thông tin
định tuyến chứa trong nhãn. Một chức năng quan trọng nữa được thực hiện trong MPLS đó là thực hiện các kỹ thuật lưu lượng, các kỹ thuật này cho phép thiết lập các đường thông các thông số thực hiện mạng để có thể truyền tải lưu lượng với các cấp dịch vụ và chất lượng dịch vụ khác nhau (RFC 2702). Một chức năng quan trọng nữa được cung cấp trong MPLS đó là khả năng kiến tạo các kết nối
đường hầm để cung cấp dịch vụ mạng riêng ảo (VPN). Mạng thực hiện trên cơ
sở công nghệ MPLS cho phép giảm độ phức tạp điều khiển và quản lý mạng do việc truyền tải lưu lượng xuất phát từ nhiều loại hình giao thức khác nhau. Công nghệ MPLS hiện tại đang được phát triển theo hai hướng: MPλS (Multi Protocol lamda Switching) và GMPLS (Generalized Multiprotocol Label Switching). MPλS tập trung vào xây dựng ứng dụng truyền tải IP qua mạng quang, cụ thể là tìm kiếm các giải pháp chuyển tải luồng lưu lượng IP vào các bước sóng quang. Trong khi đó GMPLS tập trung vào việc xây dựng nền tảng điều khiển cho mạng
MPLS nhằm tích hợp chức năng quản lý của các phương thức truyền tải khác nhau như là IP, SDH, Ethernet … trên một nền tảng quản lý thống nhất.
Mặc dù về cơ bản có thể hài lòng về MPLS nhưng các đặc tính tiên tiến như
VPN và thiết kế lưu lượng hiện vẫn đang còn nhiều tranh luận. Việc thực thi các
đặc tính này là hoàn toàn đúng đắn tuy nhiên rất có thể sẽ không liên kết hoạt
động với những công nghệ khác.
GMPLS chủ yếu tập trung vào mảng điều khiển để thực hiện quản lý kết nối cho mảng số liệu (lưu lượng số liệu thực tế) cho cả giao diện chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói. Mảng điều khiển này đảm nhiệm bốn chức năng cơ bản sau:
• Điều khiển định tuyến: cung cấp chức năng định tuyến, thiết kế lưu lượng và tìm kiếm topo.
• Tìm kiếm tài nguyên: cung cấp cơ chế lưu vết tài nguyên khả dụng của hệ
thống như băng tần, dung lượng ghép kênh và cổng lưu lượng.
• Quản lý kết nối: cung cấp dịch vụđầu cuối đến đầu cuối cho dịch vụ khác. Chức năng này gồm tạo, thay đổi, chất vấn và xoá kết nối.
• Khôi phục kết nối: cung cấp mức độ bảo vệ phụ cho mạng.