3.6.1 Thuật toán thùng rò (Leaky Bucket)
Hình 3.6Thùng rò (leaky bucket)
Mô hình thùng rò có thể được diễn tả như sau: bất chấp tốc độ nước
được đổ vào thùng là bao nhiêu, tốc độ dòng nước chảy ra là không đổi miễn là trong thùng còn nước. Một khi thùng đầy, lượng nước được đổ thêm vào sẽ bị
tràn và đổ mất. Các thông số cần chú ý trong mô hình thùng rò là kích thước của thùng (b) và tốc độ dòng chảy ra (r).
Chương 3: Kỹ thuật lưu lượng
thế nào, lưu lượng ra đều có tốc độ không đổi.
Hình 3.7(a) Thùng rò với nước, (b) Thùng rò với các gói
3.6.2 Thuật toán thùng Token (Token Bucket)
Hình 3.8Thùng Token (Token Bucket)
Thùng Token có kích thước B, tốc độ Token “chảy” vào thùng không đổi là p, nghĩa là trong một giây sẽ có thêm p Token mới chảy vào thùng. Số
lượng Token trong thùng không vượt quá B hay nói cách khác B là số lượng Token tối đa trong thùng .
Chương 3: Kỹ thuật lưu lượng
Khi có gói đến, G là kích thước của gói, gói được xem là “phù hợp” khi lượng Token trong thùng lớn hơn hay bằng G, đồng thời lượng Token trong thùng được giảm đi G. Ngược lại, khi lượng Token trong thùng nhỏ hơn kích thước gói, gói được xem là vượt mức hay không hợp lệ. Tùy thuộc vào các chính sách khác nhau mà các gói vượt mức (hay không hợp lệ) được xử lý khác nhau.
Thuật toán thùng Token có thể được dùng trong sửa dạng lưu lượng hay
được ứng dụng trong việc thực thi các chính sách.... Trong sửa dạng lưu lượng, thuật toán thùng Token cho phép một ít bùng phát ở ngõ ra, điều này không có ở thuật toán thùng rò khi mà tốc độ ra là không đổi và như vậy thùng Token cho đáp ứng ra tốt hơn so với thùng rò. Trong việc thực thi các chính sách, thùng Token có thể được dùng độc lập hay được dùng phối hợp.
3.7 MPLS và kỹ thuật lưu lượng
MPLS có những đặc tính rất phù hợp với kỹ thuật lưu lượng như :
• Chuyển mạch nhãn thì không bắt buộc chỉ ở chuyển tiếp IP truyền thống bịđộc quyền bởi các giao thức định tuyến.
• Trung kế lưu lượng (traffic trunk) có thểđược ánh xạ tới các đường dẫn chuyển mạch nhãn (label switch path).
• Các thuộc tính có thểđược kết hợp với trung kế lưu lượng.
• Sự định tuyến trên cơ sở ràng buộc (constraint-based routing) dễ dàng
được thực hiện.
• MPLS được thực hiện ít tốn kém hơn ATM.
Trên đây có một khái niệm cần chú ý đó là trung kế lưu lượng. Trung kế
lưu lượng được định nghĩa là sự tập hợp các luồng lưu lượng cùng lớp mà chúng được “đặt” trong một LSP. Trung kế lưu lượng có thể có những đặc tính liên kết với nó (các địa chỉ, các chỉ số port ). Một trung kế lưu lượng có thể được định tuyến nghĩa là đường dẫn mà một trung kế lưu lượng đi qua có thể được thay đổi. Trung kế lưu lượng và LSP có sự phân biệt, LSP là một sự chỉ rõ
Chương 3: Kỹ thuật lưu lượng
của đường dẫn chuyển mạch nhãn mà trung kế lưu lượng đi qua. Tuy nhiên trong thực tế thì thuật ngữ LSP và trung kế lưu lượng thường được sử dụng đồng nghĩa.
3.8 Các đặc tính và các thuộc tính của trung kế lưu lượng3.8.1 Các đặc điểm của trung kế lưu lượng 3.8.1 Các đặc điểm của trung kế lưu lượng
• Trung kế lưu lượng là sự hợp nhất của các luồng lưu lượng cùng lớp. • Một trung kế lưu lượng có thể đóng gói tất cả lưu lượng giữa một LSR
đầu vào và một LSR đầu ra. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
• Các trung kế lưu lượng là các đối tượng có thểđịnh tuyến.
• Một trung kế lưu lượng có thể di chuyển từ một đường dẫn này tới một đường dẫn khác, nghĩa là nó riêng biệt với LSP mà nó đi qua.
• Trung kế lưu lượng là đơn hướng. Tuy nhiên trong thực tế, hai trung kế lưu lượng có thể kết hợp với nhau miễn là chúng được tạo ra và
được phá hủy (destroy) cùng nhau. Sự kết hợp này được gọi là “trung kế lưu lượng hai hướng” (BTT- Bidirectional Traffic Trunk).
Một BTT có cấu trúc topology đối xứng nếu các trung kế lưu lượng cấu thành được định tuyến trên cùng một đường dẫn vật lý. Trong trường hợp ngược lại, khi các (hai) trung kế lưu lượng cấu thành được định tuyến trên các
đường dẫn vật lý khác nhau thì BTT được nói là có cấu trúc topology không đối xứng.
3.8.2 Các hoạt động cơ bản trên các trung kế lưu lượng
• Thiết lập (establish).
• Kích hoạt (activate).
• Làm ngưng hoạt động (deactivate).
• Sửa đổi các thuộc tính (modify attributes).
• Tái định tuyến (reroute).
Chương 3: Kỹ thuật lưu lượng
3.8.3 Các thuộc tính kỹ thuật lưu lượng của trung kế lưu lượng
Một thuộc tính của trung kế lưu lượng là một thông số được kết hợp với trung kế lưu lượng đó, thuộc tính (hay thông số) này sẽ tác động đến các đặc tính hành vi của trung kế lưu lượng.
Các thuộc tính có thể được kết hợp tường minh với các trung kế lưu lượng thông qua hành động quản trị hoặc chúng có thể được kết hợp ngầm định bởi các giao thức nằm dưới (underlying protocol) khi các gói được phân lớp và được ánh xạ tới các lớp tương đồng tại ngõ vào của một miền MPLS.
Sau đây là một vài thuộc tính kỹ thuật lưu lượng quan trọng của trung kế
lưu lượng:
• Các thuộc tính thông số lưu lượng (traffic parameter attributes).
• Các thuộc tính duy trì và chọn đường dẫn chung (generic path selection and maintenance attributes).
• Thuộc tính ưu tiên (priority attribute). • Thuộc tính lấn chiếm (preemtion attribute). • Thuộc tính khôi phục (resilience attribute). • Thuộc tính chính sách (policing attribute).
3.8.3.1 Các thuộc tính thông số lưu lượng
Các thông số lưu lượng được sử dụng để nắm giữ các đặc tính của dòng lưu lượng (hay chính xác hơn là lớp chuyển tiếp tương đương) được vận chuyển thông qua trung kế lưu lượng. Các đặc tính có thể bao gồm: tốc độ đỉnh (peak rate), tốc độ trung bình (average rate), kích thước cụm dùng được (permissible burst size)... Các thông số lưu lượng là rất quan trọng bởi vì chúng chỉ rõ sự đòi hỏi về tài nguyên của trung kế lưu lượng. Điều này là hữu ích cho sự phân bố tài nguyên và tránh nghẽn.
3.8.3.2 Thuộc tính quản lý và chọn đường dẫn chung
Chương 3: Kỹ thuật lưu lượng
cho sự duy trì các đường dẫn đã được thiết lập. Các đường dẫn có thể nhận
được từ các giao thức định tuyến thông thường (như OSPF) hay chúng được
định nghĩa bởi nhà điều hành mạng.
3.8.3.3 Thuộc tính ưu tiên
Thuộc tính ưu tiên định nghĩa “sự quan trọng” của các trung kế lưu lượng. Nếu cơ cấu định tuyến trên cơ sở ràng buộc được sử dụng trong MPLS thì các quyền ưu tiên (priorities) là rất quan trọng bởi vì nó có thể được sử dụng để xác (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
định thứ tự chọn đường dẫn cho các trung kế lưu lượng khi thiết lập kết nối hay khi có lỗi. Các quyền ưu tiên cũng quan trọng trong việc thi hành sự lấn chiếm (preemtion) được phép.
3.8.3.4 Thuộc tính lấn chiếm
“Thuộc tính lấn chiếm” (preemtion attribute) xác định một trung kế lưu lượng có thể lấn chiếm (preempt) một trung kế lưu lượng khác từ một đường dẫn
đã cho hay không và xác định xem một trung kế lưu lượng khác có thể lấn chiếm trung kế lưu lượng đang xét hay không .
Sự lấn chiếm (preemtion) thì hữu ích cho cả “mục tiêu thực hiện theo
định hướng tài nguyên” và “mục tiêu thực hiện theo định hướng lưu lượng”. Sự
lấn chiếm đảm bảo các trung kế lưu lượng có quyền ưu tiên cao hơn có thể luôn luôn được định tuyến qua các đường dẫn thuận lợi trong môi trường các dịch vụ
khác nhau. Sự lấn chiếm cũng có thể được sử dụng để thi hành nhiều chính sách khôi phục (đã được ưu tiên hóa) sau khi sự cố xảy ra.
Thuộc tính lấn chiếm có thể được sử dụng để chỉ rõ bốn kiểu (mode) lấn chiếm cho một trung kế lưu lượng: (1) được phép lấn chiếm, (2) không được phép lấn chiếm, (3) có thể bị lấn chiếm, (4) không thể bị lấn chiếm.
Một trung kế lưu lượng ở trong kiểu “được phép lấn chiếm” thì nó có thể
lấn chiếm các trung kế lưu lượng có mức ưu tiên thấp hơn (các trung kế lưu lượng này phải ở trong kiểu “có thể bị lấn chiếm”). Một trung kế lưu lượng ở trong kiểu “không thể bị lấn chiếm” thì nó sẽ không bị lấn chiếm bởi các trung kế khác bất kể quyền ưu tiên của chúng.
Chương 3: Kỹ thuật lưu lượng
Dễ dàng thấy rằng một vài kiểu lấn chiếm thì loại trừ lẫn nhau. Sử dụng sơ đồ đánh số như trên, sự kết hợp khả thi các kiểu lấn chiếm cho một trung kế lưu lượng đã cho có dạng như sau: (1, 3), (1, 4), (2, 3), (2, 4). Trong đó sự kết hợp (2, 4) là mặc định, (2, 4) có nghĩa là không được phép lấn chiếm và không thể bị
lấn chiếm.
Một trung kế lưu lượng A có thể lấn chiếm một trung kế lưu lượng B nếu tất cả 5 điều kiện sau xảy ra:
• A có mức ưu tiên cao hơn B.
• A tranh giành một tài nguyên đang được sử dụng bởi B.
• Tài nguyên đó không thể cùng lúc đáp ứng cho cả A và B.
• A ở trong kiểu “được phép lấn chiếm”.
• B ở trong kiểu “có thể bị lấn chiếm”.
3.8.3.5 Thuộc tính khôi phục
Thuộc tính khôi phục xác định hành vi của trung kế lưu lượng trong những điều kiện có lỗi (lỗi xảy ra dọc theo đường dẫn mà trung kế lưu lượng đi qua). Các vấn đề cơ bản cần phải được xác định trong những điều kiện như vậy là: (1) Phát hiện ra lỗi, (2) Thông báo sự hỏng hóc (failure notification), (3) Sự
phục hồi và sự khôi phục dịch vụ .
Một “thuộc tính khôi phục cơ bản” sẽ chỉ rõ thủ tục phục hồi được áp dụng cho các trung kế lưu lượng có đường dẫn bị tác động bởi lỗi. Một cách cụ thể, một “thuộc tính khôi phục cơ bản” là một biến nhị phân xác định trung kế lưu lượng đích sẽ được tái định tuyến hay không khi các đoạn trong đường dẫn của nó gặp sự cố. Các “thuộc tính khôi phục mở rộng” có thể được sử dụng để chỉ định chi tiết các hành động phải được thực hiện trong trường hợp lỗi. Thí dụ, một “thuộc tính khôi phục mở rộng” có thể chỉ định một tập các đường dẫn lựa chọn để sử dụng trong điều kiện có lỗi.
3.8.3.6 Thuộc tính chính sách
Chương 3: Kỹ thuật lưu lượng
(underlying protocols) nên thực hiện khi một trung kế lưu lượng trở nên “không phục tùng” (non-compliant). Thuộc tính chính sách và thuộc tính các thông số
lưu lượng thường được nhóm lại với nhau do chúng có mối quan hệ gần gũi với nhau
3.9 Các thuộc tính tài nguyên
Các thuộc tính tài nguyên là một phần các thông số trạng thái của tôpô mạng (topology), chúng được sử dụng để bắt buộc (constrain) sựđịnh tuyến của các trung kế lưu lượng đi qua các tài nguyên xác định. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3.9.1 Số nhân phân phối cực đại
“Số nhân phân phối cực đại” (maximum allocation multiplier – MAM) của một tài nguyên là một thuộc tính cấu hình quản trị, nó xác định tỷ lệ tài nguyên sẵn sàng để phân phối cho các trung kế lưu lượng. Thuộc tính này chủ
yếu thích hợp cho băng thông liên kết. Tuy nhiên, nó cũng có thể được áp dụng cho các tài nguyên bộ đệm (buffer resourses) trong các LSR.
Giá trị của MAM được chọn để một tài nguyên có thể là dưới mức phân phối hoặc trên mức phân phối. Một tài nguyên được nói là dưới mức phân phối nếu sự tập hợp nhu cầu của tất cả trung kế lưu lượng thì luôn ít hơn khả năng (capacity) của tài nguyên. Một tài nguyên được nói là trên mức phân phối nếu sự
tập hợp nhu cầu của tất cả trung kế lưu lượng có thể vượt quá khả năng của tài nguyên.
3.9.2 Thuộc tính lớp tài nguyên
Các “thuộc tính lớp tài nguyên” là các thông số ấn định quản trị, chúng biểu thị khái niệm về lớp cho các tài nguyên. Các thuộc tính lớp tài nguyên có thể được xem như là các “màu sắc” (colors) được ấn định cho các tài nguyên vì vậy tập các tài nguyên có cùng một “màu” (color) sẽ thuộc cùng một lớp .
Các thuộc tính lớp tài nguyên có thể được sử dụng để thi hành nhiều chính sách. Các tài nguyên chủ yếu được quan tâm ởđây là các liên kết (links). Khi áp dụng cho các liên kết, thuộc tính lớp tài nguyên trở thành một khía cạnh của các thông số “trạng thái liên kết”.
Chương 3: Kỹ thuật lưu lượng
Thuộc tính lớp tài nguyên có thểđược dùng để:
• Áp dụng các chính sách đồng nhất cho một tập các tài nguyên mà chúng không cần phải ở trong cùng một vùng tôpô mạng (topology region).
• Chỉ rõ quyền ưu tiên của các tập tài nguyên cho sự xếp đặt đường dẫn của các trung kế lưu lượng .
• Giới hạn tường minh sự xếp đặt các trung kế lưu lượng tới các tập con cụ
thể của tài nguyên.
• Thi hành các chính sách bao gồm/loại trừ nói chung.
• Bắt buộc tuân theo các chính sách ngăn chặn cục bộ lưu lượng.
• Thêm vào đó, các thuộc tính lớp tài nguyên cũng có thể được sử dụng cho các mục đích nhận dạng.
Chương 4: Mô hình mạng MPLS thực tế
CHƯƠNG 4: MÔ HÌNH MẠNG MPLS THỰC TẾ
Ngày nay công nghệ thông tin và viễn thông phát triển rất nhanh, đóng góp rất tích cực trong sự phát triển kinh tế, xã hội toàn cầu. Với xu thếđó, mạng MPLS cùng những dịch vụ của nó đang được triển khai rộng khắp tại Việt Nam.
4.1 Cấu trúc mạng MPLS tại Việt Nam
Hiện nay tại Việt Nam có rất nhiều doanh nghiệp, tổ chức đã và đang tiếp tục triển khai, nâng cấp mạng MPLS của mình, điển hình là các doanh nghiệp thuộc Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam (VNPT) như: VDC, VTN, VTI, CPT …, các mạng MPLS này đều có mô hình, cấu trúc tương tự nhau. Để nắm rõ được hoạt
động của mạng MPLS, luận văn này sẽđưa ra mô hình một mạng truyền số liệu sử
dụng công nghệ MPLS thực tếđã được triển khai của VNPT, đây là mạng mới được triển khai và đang trong quá trình hoàn thành nên có đầy đủ những ưu điểm, tính năng tiên tiến nhất mà mỗi mạng MPLS cần có.
Mạng truyền số liệu (MPLS) của VNPT được thiết kế theo mô hình 3 lớp:
Cấp mạng đường trục (backbone).
Cấp mạng truy cập (access).
Mạng kết cuối (terminal).
Việc thiết kế theo mô hình này làm đơn giản hóa việc thiết kế, giúp cho mạng dễ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
triển khai, dễ mở rộng, gỡ rối và giải quyết nhanh chóng các trục trặc.
4.1.1 Cấu trúc mạng đường trục (mạng lõi)
Mạng đường trục sẽ bao gồm 6 nút (node) mạng đường trục đặt tại ba thành phố trung tâm của ba miền là Hà Nội, Đà Nẵng và TP. Hồ Chí Minh sử dụng các thiết bị chuyển mạch và định tuyến cấp cao kết nối với nhau theo topo ring. Mỗi nút mạng đường trục sẽ bao gồm thiết bị router lõi (Core Router) thực hiện chức năng
định tuyến lõi trong mạng MPLS. Ngoài ra, mạng đường trục còn có các thiết bị
router truy nhập (Access Router) tại các tỉnh, thành phố khác trên cả nước (thực hiện chức năng định tuyến biên trong mạng MPLS), được kết nối về các thiết bị
Chương 4: Mô hình mạng MPLS thực tế
router lõi khu vực tương ứng. Kết nối giữa các router sử dụng các kênh truyền dẫn của mạng truyền dẫn đường trục quốc gia và truyền dẫn liên tỉnh.
Hình 4.1 Mô hình mạng đường trục
Trong mô hình mạng đường trục như trên hình 4.1 thì sẽ có 2 Core router đặt tại Hà Nội, 2 Core router đặt tại TP. Hồ Chí Minh và 2 Core router tại tại Đà Nẵng. Với việc triển khai 2 thiết bị Core router tại mỗi thành phố sẽ tạo thuận lợi cho việc áp dụng các tính năng, ưu điểm của mạng MPLS vào thực tế.
Với mô hình mạng truyền số liệu trên, đường truyền giữa các thiết bị Core router tại các thành phố sẽ là các đường cáp quang tốc độ GE, đường truyền từ Core router về các Access router tại các tỉnh thành sẽ là các đường STM1.
Trong giai đoạn tới, khi mạng MPLS được sử dụng rộng rãi, mô hình này có thể
sẽ không đáp ứng được nhu cầu cần thiết của các khách hàng, mạng MPLS sẽ cần phải nâng cấp bằng cách lắp đặt tiếp các nút mạng đường trục tại một số thành phố