Bản tin PATH gửi đi yêu cầu về nhãn, nó chứa một đối tượng yêu cầu nhãn (label-request object). Nhãn trong GMPLS là một nhãn tổng quát, bao gồm các thông tin về mã hóa đường chuyển mạch nhãn (LSP encode type), loại chuyển mạch (switching type) và nhận diện dữ liệu tổng quát G-PID (General –Payload ID).
Hình.3.24 Khuôn dạng của đối tượng yêu cầu nhãn (Label-request object)
Loại mã hóa đường chuyển mạch nhãn (LSP encode type): Bao gồm 8 bít, nó chỉ ra loại mã hóa nào mà giao diện mà các nút trên đường chuyển mạch nhãn (LSP) có khả năng hỗ trợ. Ví dụ một số loại mã hóa như: gói, khung Ethernet, SDH, số, bước sóng. Nếu như loại mã hóa là SDH thì giao diện của nút mạng trên đường chuyển mạch nhãn phải có khả năng nhận diện và xử lý khung SDH.
Loại chuyển mạch (Switching type): Bao gồm 8 bít. Xác định đường chuyển mạch nhãn(LSP) của lớp nào sẽ được thiết lập. Đồng thời cũng chỉ định nhãn của lớp nào sẽđược thiết lập.
Như đã nêu ở trên các loại chuyển mạch trong GMPLS bao gồm PSC, TDM, LSC, và FSC. Khi loại chuyển mạch là TDM thì nhãn chính là một khe thời gian, khi chuyển mạch là LSC thì nhãn chính là một bước sóng trong sợi quang.
Nhận dạng dữ liệu tổng quát (G-PID): Bao gồm 16 bít. Trường nhận dạng loại dữ
liệu được truyền đi trên đường chuyển mạch nhãn. G-PID cũng chính là loại dữ liệu mà các nút nguồn mà nút đích có khả năng xử lý.
Yêu cầu các giao diện tại các nút mạng của đường chuyển mạch nhãn phải có cùng G-PID, nếu không các nút mạng không thể giải mã dữ liệu và thông tin truyền trên đường chuyển mạch nhãn (LSP) không thểđược xử lý.
Giá trị Loại Công nghệ 0 Chưa định nghĩa … 1 Dự trữ … 2 Dự trữ … 3 Dự trữ … 4 Dự trữ … 5 Ánh xạ không đồng bộ của E4 SDH 6 Ánh xạ không đồng bộ của DS3/T3 SDH 7 Ánh xạ không đồng bộ của E3 SDH 8 Ánh xạđồng bộ bít của E3 SDH 9 Ánh xạđồng bộ byte của E3 SDH 10 Ánh xạ không đồng bộ của DS2/T2 SDH 11 Ánh xạđồng bộ bít của DS2/T2 SDH 12 Dự trữ … 13 Ánh xạđồng bộ của E1 SDH 14 Ánh xạđồng bộ byte của E1 SDH 15 Ánh xạđồng bộ byte của 31*DS0 SDH 16 Ánh xạ không đồng bộ của DS1/T1 SDH 17 Ánh xạđồng bộ bít của DS1/T1 SDH 18 Ánh xạđồng bộ byte của DS1/TS1 SDH 19 VC-11 trong VC-12 SDH 20 Dự trữ … 21 Dự trữ … 22 DS1 SF không đồng bộ SONET
23 DS1 ESF không đồng bộ SONET
24 DS3 M23 không đồng bộ SONET 25 DS3 bít chãn lẻ không đồng bộ C SONET 26 VT/LOVC SDH 27 STS SPE/HOVC SDH 28 POS – không bám, 16 bít CRC SDH 29 POS – không bám, 32 bít CRC SDH 30 POS – bám, 16 bít CRC SDH 31 POS – bám, 32 bít CRC SDH 32 Ánh xạ ATM SDH
33 Ethernet SDH, Bước sóng, sợi quang
34 SONET/SDH Bước sóng, sợi quang
35 Dự trữ (SONET deprecated) Bước sóng, sợi quang
36 Digital Wrapper Bước sóng, sợi quang
37 Bước sóng (Lamda) Sợi quang
Ta trở lại xét ví dụ về việc thiết lập đường chuyển mạch nhãn một cách chi tiết hơn sau khi đã tìm hiểu đối tượng yêu cầu nhãn (label request object).
Giả sử một LSP được thiết lập từ nút A tới nút D, thứ tự các bước như sau:
• Nút A gửi bản tin PATH có chứa yêu cầu nhãn (label request) tới nút B.
• Nút B kiểm tra xem nó có hỗ trợ loại giao diện và chuyển mạch như nút A yêu cầu trong label request không. Nếu nút B có khả năng hỗ trợ nó sẽ
khởi tạo trạng thái tương ứng của đường chuyển mạch nhãn (LSP) và lưu trữ tại nút B.
• Tiếp đến nút B chuyển tiếp bản tin PATH tới nút C.
• Tương tự như nút B, nút C kiểm tra thông tin của nó nếu có thể hỗ trợ được loại chuyển mạch, loại mã hóa của LSP nó sẽ khởi tạo và lưu trữ
trạng thái tương ứng của LSP và chuyển tiếp bản tin PATH tới nút D.
• Tại nút D, tiến hành kiểm tra xem nút có khả năng hỗ trợ loại mã hóa LSP, loại chuyển mạch và loại nhận dạng dữ liệu (G-PID). Nếu nút D có khả năng hỗ trợ nó sẽ khởi tạo trạng thái đồng thời lưu trạng thái của LSP.
• Nút D khởi tạo giá trị 301 cho liên kết giữa nút D và nút C.
• Nút D thiết lập giá trị 301 cho liên kết đầu vào trong bảng trao đổi nhãn và gửi nhãn 301 trong bản tin RESV tới nút C.
• Nút C nhận bản tin RESV, nó gán 301 là nhãn của liên kết đầu ra.
• Tiếp đến nút C khởi tạo giá trị 201 cho liên kết giữa nút C và nút B.
• Nút C gán nhãn 201 vào liên kết đầu vào của bảng chuyển đổi nhãn tiếp
đên nút C gứi nhãn 201 trong bản tin RESV tới nút B.
• Tại nút B quá trình diễn ra tương tự và bản tin RESV được gửi tới nút A.
• Khi bản tin RESV tới nút A. Đường chuyển mạch nhãn LSP được thiết lập.
3.6.3 Báo hiệu đường 2 hướng
Đường chuyển mạch nhãn trong mạng MPLS là đường một hướng. Tuy nhiên do mạng GMPLS mở rộng tới lớp TDM, Lamda và Fiber, nên tận dụng ưu điểm có thể truyền 2 hướng của công nghệ TDM, Lamda và Fiber báo hiệu trong GMPLS cũng được mớ rộng để hỗ trợưu điểm trên.
Đường hai hướng được thiết lập bằng cách gửi đi từ nút nguồn và gửi lại từ nút
đích thông tin báo hiệu thông qua bản tin PATH và RESV. Nguyên lý giống như
thiết lập thông tin báo hiệu một chiều nhưng có bổ sung thêm việc sử dụng nhãn hướng vào (upstream label).
Hình.3.25 Nhãn hướng vào (upstream label)
Một số khái niệm trong đường báo hiệu 2 chiều
Nút gửi đi bản tin PATH là nút “khởi tạo”, nút gửi bản tin RESV là nút “kết thúc”.
Đường chuyển mạch nhãn (LSP) từ nút nguồn tới nút đích gọi là đường hướng ra (downstream), và ngược lại (LSP) từ nút đích tới nút nguồn gọi là đường hướng vào (upstream).
Thiết lập nhãn trong báo hiệu đường 2 hướng
Trong báo hiệu một chiều, trạng thái đường chuyển mạch nhãn được hình thành khi nhận được bản tin PATH cùng với nhãn được thiêt lập sau khi đã truyền
Trong báo hiệu 2 chiều, việc thiết lập nhãn cho hướng ra (downstream) cũng tương tự như việc thiết lập nhãn trong báo hiệu một chiều.
Thiết lập nhãn cho hướng vào (upstream) được thực hiện khi bản tin PATH
được truyền đi.
Ví dụ việc thiết lập một báo hiệu đường 2 chiều như sau:
• Nút A khởi tạo nhãn 505 cho đường ra của liên kết giữa nút A và nút B
đồng thời thiết lập chuyển mạch cho đường ra trước khi truyền bản tin PATH từ nút A tới nút B.
• Nút A gán nhãn hướng vào 505 vào bản tin PATH và gửi tới nút B.
• Nút B thiết lập 505 là nhãn của liên kết đầu ra số 2, thiết lập 613 là nhãn của đầu vào liên kết giữa nút B và nút C trong bảng chuyển đổi nhãn.
Đồng thời thiết lập chuyển mạch cho đường vào tương ứng với bảng chuyển đổi nhãn.
• Quá trình diễn ra tương tự và bản tin PATH được gửi tới nút C và nút D.
• Việc thiết lập bảng chuyển đổi nhãn và chuyển mạch nhãn cho đường vào (upstream path) được kết thúc tại nút D.
• Việc thiết lập bảng chuyển đổi nhãn và chuyển mạch nhãn cho đường ra (downstream) giống như trong báo hiệu một chiều.
Ưu điểm của phương pháp này là có thể thiêt lập được đường hai chiều với chỉ
cùng một vòng gửi bản tin PATH và nhận bản tin RESV.
3.6.4 Thiết lập nhãn
Thông thường nhãn đầu vào của một liên kết được xác định bởi hướng ra của nút (downstream-side node) khi bản tin RESV được truyền đi và thông báo tới hướng vào của nút (upstream –side node).
Thực tếđối với lớp bước sóng (lamda layer), việc thiết lập nhãn tương ứng với bước sóng gặp phải các vấn đề sau:
• Khi thiết bị truyền dẫn của hướng vào (upstream side) của nút không hỗ
nút đã xác định. Nguyên nhân do các bộ laser chuyển đổi bước sóng là rất
đắt nên các bước sóng đầu ra bị hạn chế.
• Sự hạn chế của khả năng biến đổi bước sóng tại các nút trung gian. Lúc này các nút không thể thực hiện việc chuyển mạch tương ứng của các nhãn của liên kết đầu vào và đầu ra.
Đối với lớp gói (packet layer), việc thiết lập nhãn tương ứng với việc thiết lập tuyến của một đường chuyển mạch nhãn (LSP). Nhưng trong lớp bước sóng (lamda layer), việc thiết lập nhãn không chỉ thiết lập đường chuyển mạch nhãn mà còn là việc ấn định tài nguyên mạng và là sự hạn chế bước sóng truyền dẫn của bộ phát cũng như biến đổi bước sóng. Trong một số trường hợp, hướng vào của nút yêu cầu hạn chế giá trị của nhãn đối với hướng ra của nút khi bản tin PATH được gửi đi từ
hướng vào. Tập các nhãn được định nghĩa là một nhóm của các nhãn đã được hạn chế bởi hướng vào của nút.
Ví dụ quá trình khởi tạo nhãn đối với lớp bước sóng.
Hình.3.26 Thiết lập nhãn
• Ta xét 4 nút A,B,C,D, coi như các nút không có khả năng biến đổi bước sóng. Nút A là nút nguồn có khả năng phát các bước sóng đỏ, vàng, xanh lá cây, xanh dương với các giá trị nhãn tương ứng 101, 115, 120 và 150.
• Trong mỗi nút, tương ứng với liên kết nối tới một nút là một nhãn có giá trị duy nhất cho liên kết đó.
• Nút B, giá trị nhãn tương ứng với các bước sóng đỏ, vàng, xanh lá cây, xanh dương là 101, 115, 120 và 150.
• Nút A gửi bản tin PATH chứa tập các nhãn đã được hạn chế
(101,115,120,150) tới nút B.
• Tại nút B, do không có chức năng biến đổi bước sóng nên nó phải sử
dụng nhãn tương ứng trong tập nhãn cho liên kết giữa nút B và nút C. Ánh xạ tương ứng giữa bước sóng và nhãn được chỉ ra trong bảng dưới
đây.
Nút B: Tương ứng bước sóng và nhãn Nút C: Tương ứng bước sóng và nhãn
Đầu vào Đầu ra Bước sóng Đầu vào Đầu ra Bước sóng
101 201 Đỏ 201 301 Đỏ
115 215 Vàng 215 315 Vàng
120 220 Xanh lá cây 220 320 Xanh lá cây
150 250 Xanh dương 250 350 Xanh dương
• Nhãn được ấn định cho mỗi liên kết là duy nhất, tuy nhiên các nhãn cho liên kết giữa nút A và nút B, giữa nút B và nút C có thể có giá trị như
nhau hoặc khác nhau.
• Trong ví dụ trên ta giả sử liên kết giữa nút B và nút C không hỗ trợ bước sóng vàng tương ứng với nhãn 215.
• Do nút B không có khả năng biến đổi bước sóng nên nút B truyền tập các nhãn (201, 220, 250) tới nút C.
• Tại liên kết giữa nút C và nút D, bước sóng xanh lá cây không được hỗ
trợ. Vì thế tại nút C tập nhãn cũng được hạn chế. Nút C chỉ gửi tập nhãn (301, 320) tới nút D.
• Nút D nhận được tập nhãn (301, 320), nó có thể chọn một nhãn trong tập này. Giả sử nút D chọn nhãn 301 và gửi lại nhãn này tới nút C trong bản tin RESV.
• Nút C chọn nhãn 201 từ tập (201, 220, 250) để tạo một đường chuyển mạch nhãn (LSP) bước sóng đỏ.
• Quá trình diễn ra tương tự khi B chọn nhãn 101 từ tập nhãn (101, 115, 120,150) và thông báo tới nút A thông qua bản tin RESV.
• Quá trình trên thiết lập một đường chuyển mạch nhãn (LSP) sử dụng bước sóng đỏ giữ nút A và nút D.
• Nếu không có hạn chế tập các nhãn, giả sử nút D chọn nhãn 315 để thiết lập liên kết giữa nút C và nút D. Nhưng nút C không có chức năng biến
đổi bước sóng nên nó không thể tạo liên kết tới nút B do đó đường chuyển mạch nhãn (LSP) không được thiết lập.
• Ta có thể thấy rõ hiệu quả của việc sử dụng tập các nhãn có thể giải quyết
được hạn chế của các nút (không có khả năng biến đổi bước sóng) trong việc thiết lập các đường chuyển mạch nhãn (LSP).
3.6.5 Kiến trúc báo hiệu 3.6.5.1 Phân cấp báo hiệu 3.6.5.1 Phân cấp báo hiệu
Nhưđã nêu ở trên trong mạnh GMPLS, đường chuyển mạch (LSP) là phân cấp giữa các lớp và chức năng báo hiệu điều khiển được phân tán. Trong thực tế một
đường chuyển mạch nhãn ở lớp thấp hơn có thểđược thiết lập bởi một yêu cầu điều khiển từđường chuyển mạch (LSP) ở lớp cao hơn. Quá trình này được định nghĩa là việc phân cấp báo hiệu.
3.6.5.2 Bước hoạt động của phân cấp báo hiệu
Giả sử mạng bao gồm 5 nút mạng như hình dưới. Nút 1,2,4 và 5 có giao diện xử lý gới (PSC interface). Nút 3 có giao diện bước sóng (LSC interface) và có một lớp gói (packet layer) trên lớp bước sóng (lamda layer).
Hình.3.27 Phân cấp đường chuyển mạch nhãn
Quá trình thiết lập một đường chuyển mạch nhãn trên lớp gói (PSC-LSP) từ
nút 1 đến nút 5 được thực hiện như sau:
• Nút 1 gửi bản tin PATH tới nút 2 với yêu cầu loại chuyển mạch là gói (PSC) trong nhãn đối tượng yêu cầu (label-request object).
• Nút 2 nhận được bản tin yêu cầu PATH (PSC) nó gửi bản tin PATH (LSC) tới nút 3 để thiết lập đường chuyển mạch nhãn ở lớp bước sóng (LSC-LSP).
• Tiếp đến bản tin PATH được truyền đến nút 4. Tại đây bản tin RESV với yêu cầu (LSC) được gửi lại nút 2 gián tiếp qua nút 3.
• Đường chuyển mạch nhãn (LSC-LSP) được thiết lập và nó như là một liên kết khi được nhìn từ lớp gói (packet layer).
• Quá trình tiếp tục, nút 2 gửi bản tin PATH (PSC) yêu cầu loại thiết lập chuyển mạch gói tới nút 4.
• Nút 5 gửi lại bản tin RESV (PSC) lại cho nút 4, quá trình diễn ra cho đến khi bản tin RESV tới nút 1.
Việc thiết lập đường chuyển mạch nhãn trên lớp gói (PSC-LSP) được hoàn thành.
3.7 Giao thức quản lý kết nối LMP (Link Management Protocol) 3.7. 1 Tại sao phải có LMP 3.7. 1 Tại sao phải có LMP
Trong GMPLS, mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng dữ liệu được tách biệt. Lý do chính là tại các nút có các giao diện như TDM, LSC và FSC không có khả năng nhận diện và xử lý các gói, vì thế giữa 2 nút kế cận kênh điều khiển và kênh dữ liệu không nhất thiết phải sử dụng chung một đường truyền vật lý.
Liên kết điều khiển lưu lượng (Traffic Engineering link)
Để tiếp cận giao thức LMP ta nhìn lại khái niệm TE-link. TE-link là một liên kết trừu tượng được tạo ra bởi tập hợp nhiều liên kết riêng lẻ với mục đích thuận tiện trong việc tính toán đường của đường chuyển mạch nhãn (LSP) và mở rộng khả
năng định tuyến.
Nhiệm vụ của LMP
Như đã trình bầy trong GMPLS kênh điều khiển và kênh dữ liệu là tách biệt bao gồm cá các giao diên nhận và phát tín hiệu quang trực tiếp không qua bộ biến
đổi quang điện. Khi phát hiện lỗi xảy ra đối với kênh dữ liệu lỗi này phải được nhận diện vị trí và khôi phục càng nhanh càng tốt. Đối với các giao thức truyền thống kênh điều khiển và kênh dữ liệu không được tách biệt nhau, chính vì thế nó không thể xác định được vị trí lỗi trên liên kết dữ liệu.
Nhiệm vụ chính của giao thức LMP như sau:
• Đồng nhất liên kết TE với liên kết dữ liệu thuộc liên kết TE tương ứng giữa các nút kế cận.
• Tựđộng đồng nhất port vật lý của nút hiện tại với port vật lý của nút ở xa (remote) của liên kết dữ liệu nối tới nút hiện tại.
3.7.2 Loại liên kết dữ liệu
Liên kết dữ liệu bao gồm hai loại:
• Cổng (port)
• Thành phần liên kết (component link)
Cổng (port) là đơn vi liên kết vật lý nhỏ nhất không thể phân chia
Hình.3.28 Các loại liên kết dữ liệu
Thành phần liên kết là liên kết vật lý có thể phân chia được bằng các khe thời gian hoặc bằng các nhãn “shim” (nhãn shim đã được giới thiệu trong phần MPLS).
Xét ví dụ hình Hình.3.10 (a), giả sử liên kết TE là liên kết dữ liệu. Liên kết TE