Khái niệm này cũng đã được trình bầy ở trên, ởđây ta xét lại dưới khía cạnh
điều khiển lưu lượng.
Bằng cách bó các liên kết dữ liệu thành một liên kết điều khiển lưu lượng với mục đích giảm lượng thông tin quảng bá của liên kết cũng nhưđiều khiển cơ sở dữ
Xét ví dụ hình dưới đây:
Hình.3.30 Các thành phần mạng
Nút C3 xác định một đường trong lớp 1 từ switch D3 tới switch D1 là (D3-D2- D1). Tuy nhiên có hai liên kết dữ liệu giữa D2 và D1, nó có thể được quảng bá như
hai liên kết dữ liệu riêng lẻ. Tuy nhiên, giả sử hai liên kết đó có cùng “giá” TE metric và thỏa mãn tất cả các ràng buộc. C3 sẽ không quan tâm liên kết dữ liệu nào dịch vụ lựa chọn. Điều quan trọng là một trong hai liên kết dữ liệu đó thỏa mãn
được yêu cầu của dịch vụ. C3 chuyển quyền điều khiển cho C2 và C1, hai nút này quyết định liên kết nào được dùng để thiết lập đường chuyển mạch nhãn (LSP).
Chính vì thế cả hai liên kết được quảng bá như là một liên kết TE đơn lẻ bởi các nút mà không làm ảnh hưởng tới độ chính xác của việc tính toán đường trên C3 hoặc các nút khác.
3.8.4 Vùng điều khiển lưu lượng và các lớp chuyển mạch
GMPLS được thực hiện và triển khai với mục đích đồng nhất các mạng, các mạng được xây dựng từ những phần tử có chức năng chuyển mạch đơn lẻ, ví dụ như
mạng G.707 SONET/SDH hay G.709.
Nhiệm vụ của mặt phẳng điều khiển GMPLS là làm thế nào đểđồng nhất các mạng .
Do mặt phẳng điều khiển GMPLS có thể hỗ trợ nhiều loại mạng nên nó có thể được ứng dụng cho mạng không đồng nhất được xây dựng từ các phần tử mạng có khả năng chuyển mạch khác nhau.
Xét ví dụ như hình sau:
Hình.3.31 Các mạng riêng lẻ TDM, bước sóng
Hình trên có 2 mạng TDM được xây dựng bởi các nút (A-B-C và F-G-H), các mạng này được kết nối với nhau thông qua một mạng chuyển mạch bước sóng tạo bởi các nút (D-E-I-J).
Mặc dù có thể sử dụng các mặt phẳng điều khiển khác nhau cho các mạng TDM và bước sóng. Tuy nhiên nó sẽ rất cồng kềnh và kém hiệu quả cho việc quản lý.
Vì thế sử dụng một mặt phẳng điều khiển đồng nhất cho tất cả các mạng được coi là một giải pháp tối ưu.
Ngược lại một mạng không đông nhất được quản lý bởi một mặt phẳng điều khiển GMPLS cũng có thểđược chia nhỏ thành các vùng điều khiển lưu lượng (TE region) và các lớp chuyển mạch (switching layers).
Vùng điều khiển lưu lượng (TE region)
Là tập hợp các liên kết dữ liệu nối tới các bộ chuyển mạch dữ liệu có cùng kiểu chuyển mạch. Nói cách khác, là tập hợp của các liên kết dữ liệu liên quan trong cùng một mặt phẳng dữ liệu.
Lớp chuyển mạch (switching layer)
Là tập hợp các liên kết dữ liệu có và các giao diện có cùng loại chuyển mạch và mã hóa dữ liệu.
Thực tế việc phân chia các vùng được thấy rõ nếu đứng trên quan điểm của mặt phẳng điều khiển, vùng và các biên giới của vùng là rất quan trọng cho các phân hệ báo hiệu.
• Mỗi LSP có thể được xử lý báo hiệu khác nhau trong các vùng khác nhau.
• Việc quảng bá thông tin, tính toán đường cũng được thực hiện khác nhau trong các vùng khác nhau.
Đứng trên quan điểm của mặt phẳng dữ liệu thì việc phân chia vùng cũng có
đôi chút quan trọng.
• Các lớp mặt phẳng điều khiển có mối quan hệ với nhau như server-client. LSP của một lớp (server) có thể là liên kết dữ liệu cho lớp khác (client).
3.9 Mô hình dịch vụ của GMPLS
3.9.1 Mô hình ngang hàng (Peer Model)
Cung cấp dịch vụ từđầu cuối đến đầu cuối, qua các loại mạng khác nhau. Các đầu cuối có thể hiểu được đầy đủ kiến trúc và tài nguyên mạng thông qua giao thức định tuyến.
Mô hình này dùng chung một giao thức báo hiệu, nên các dịch vụđầu cuối tới
đâu cuối có thểđược cung cấp không cần ánh xạ qua tại các biên của mạng. Ví dụ dưới đây chỉ ra mô hình peer:
Hình.3.32 Mô hình ngang hàng
Người sử dụng dịch vụđâu cuối tới đầu cuối có cái nhìn đầy đủđối với các lớp thấp hơn GMPLS access và GMPLS core, vì vậy có thể định tuyến dịch vụ qua mạng tạo nên sự hiệu quả của việc sử dụng tài nguyên và cũng có thể chọn đường cung cấp chất lượng dịch vụ (QoS) theo yêu cầu.
• Có một vấn đề trong việc đảm bảo dịch vụđầu cuối tới đầu cuối trong mô hình này, dịch vụ yêu cầu bởi người dùng có băng thông nhỏ hơn tài nguyên đơn lẻ được cung cấp bởi mạng lõi (người dùng muốn dùng 10Mbps, nhưng bước sóng chuyển mạch lõi sử dụng 10Gbps và không thể phân chia được).
• Việc này được giải quyết bằng cách sử dụng các đường chuyển mạch nhãn (LSP) phân cấp. Khi đường chuyển mạch nhãn phân cấp được thiết lập, nó có thể được quảng bá như một liên kết TE vào trong miền điều khiển lưu lượng và sau đấy có thể sử dụng đường hầm “tunnel” để quảng bá dịch vụđầu cuối tới đầu cuối ngang qua mạng lõi.
• Tiện ích của mô hình ngang hàng là dịch vụ có thể đáp ứng yêu cầu khách hàng. Lưu lượng đầu cuối tới đầu cuối được điều khiển bởi một
• Một lượng lớn trạng thái thông tin liên kết được quảng bá trong lớp điều khiển do các nút đều nhìn thấy nhau.
• Mô hình ngang hàng là một mô hình hữu ích đối với khách hàng và linh hoạt đối với mạng.
3.9.2 Mô hình chồng lấn (Overlay Model)
Ấn định giao diện dich vụ giữa các lớp mạng, vì thế một nút trong lớp mạng cao hơn phải yêu cầu dịch vụ thông qua lớp mạng thấp hơn. Ngay sau khi dịch vụ được thiết lập, lớp mạng cao hơn phải dùng dịch vụ đó để tải lưu lượng của nó ngang qua lớp mạng thấp hơn.
• Mô hình này cho phép các mạng hoạt động độc lập.
• Hỗ trợ các mô hình thương mại và quản trị khác nhau đối với các mạng khác nhau và bảo mật giữa các người vận hành mạng.
Ví dụ như hình dưới:
Hình.3.33 Mô hình chồng lấn
Mô hình chỉ ra rằng dịch vụ ngang qua lớp mạng thấp hơn được yêu cầu thông qua các giao diện dịch vụ phân biệt của lớp mạng cao hơn. Ngay khi dịch vụ ở lớp
thấp hơn được thiết lập nó có thểđược sử dụng nhưđường hầm “tunnel”, hoặc như
“dòng” LSP để hỗ trợ yêu cầu của lớp trên.
• Sự tách biệt của các mạng cho phép các lớp điều khiển tách biệt hoặc cung cấp các công nghệ khác nhau, lớp mạng cao hơn có thể hỗ trợ báo hiệu MPLS, lớp mạng thấp hơn có thể hỗ trợ GMPLS.
• Giao diện dịch vụ có thể được lựa chọn phù hợp giữa hai mạng có giao diện tiếp giáp nhau.
3.9.3 Mô hình lai ghép (Hybird Model)
Là mô hình được kết hợp từ mô hình ngang hàng (peer) và mô hình chồng lấn (overlay).
Điều khiển và hạn chế việc trao đổi thông tin qua các lớp mạng tuân theo một luật đinh trước, khắc phục được nhược điểm của mô hình ngang hàng.
Mỗi biên giới mạng có thể trao đổi một lượng thông tin khác nhau, nó biến đổi từ
việc trao đổi thông tin đầy đủ trong mô hình ngang hàng sang phân cấp của mô hình chồng lấn.
Để hỗ sự biến đổi trên, cần thiết phải khởi tạo các giao diện yêu cầu dịch vụ
khác nhau như trong mô hình chồng lấn và các giao diện này sử dụng các giao thức khác nhau trong các mạng khác nhau.
Mô hình này cung cấp một nền tảng cho các dịch vụ kết nối nâng cao của một mạng tích hợp, ví dụ: băng thông theo yêu cầu, tích hợp điều khiển lưu lượng và Layer One VPN.
3.10 Ứng dụng GMPLS trong mạng chuyển mạch quang tựđộng (ASON)
Kiến trúc của ASON phân tách thành hai mặt phẳng có chức năng chuyên biệt, gồm mặt phẳng truyền tải thực hiện chức năng truyền tải lưu lượng số liệu người sử
dụng trong mạng quang (chức năng mạng OTN) và mặt phẳng điều khiển thực hiện chức năng điều khiển tựđộng các hoạt động của mạng truyền tải thông qua báo hiệu dưới đây.
Mục đích của mảng điều khiển mạng ASON là:
• Thực thi cấu hình kết nối nhanh và hiệu quả trong lớp mặt phẳng truyền tải để hỗ trợ các kết nối mang tính động.
• Cấu hình hoặc thay đổi các kết nối thông qua báo hiệu thiết lập trước.
• Thực hiện chức năng khôi phục mạng.
Hình.3.34 Ứng dụng GMPLS trong mạng ASON
Sự khác biệt duy nhất giữa mạng OTN truyền thống với mạng ASON đó là chức năng điều khiển tựđộng dựa trên mặt phẳng điều khiển. Các chức năng chính của mặt phẳng điều khiển ASON bao gồm: khám phá topo mạng, định tuyến quang, báo hiệu, bảo vệ và khôi phục end-to-end, cung cấp OCh end-to-end tự động, quản lý nút/tuyến, chính sách, xử lý QoS, giám sát phẩm chất, chức năng giao tiếp UNI.
Các thông tin trao đổi trong quá trình điều khiển sẽ được thực hiện qua các giao diện báo hiệu UNI, I-NNI và E-NNI; trong đó UNI là giao diện giữa miền quản lý và người sử dụng, I-NNI là giao diện giữa thành phần trong nội miền và E-NNI
là giao diện ngoại miền. Trong đó, các luồng thông tin trao đổi qua UNI thực hiện các chức năng: điều khiển cuộc gọi, khám phá tài nguyên, điều khiển kết nối, lựa chọn kết nối. Luồng thông tin trao đổi qua I-NNI hỗ trợ những chức năng sau: khám phá tài nguyên, điều khiển kết nối, lựa chọn kết nối, định tuyến kết nối. Luồng thông tin trao đổi qua I-NNI hỗ trợ những chức năng sau: điều khiển cuộc gọi, khám phá tài nguyên, điều khiển kết nối, lựa chọn kết nối, định tuyến kết nối.
Mặt phẳng truyền tải thực hiện chức năng truyền dẫn hai hướng hoặc đơn hướng tín hiệu của khách hàng giữa các nút mạng truyền tải. Những chức năng chính bao gồm: kết nối chéo quang, xen/rẽ quang, nhóm lưu lượng, biến đổi bước sóng, tách/ghép kênh quang, bảo vệ và phát hiện sai hỏng, giám sát chất lượng truyền dẫn..
Về công nghệ báo hiệu cho mạng ASON, hiện nay ITU-T đã chấp thuận hai công nghệ báo hiệu sử dụng trong mạng truyền tải quang đó là GMPLS (chuyển mạch nhãn tổng quát đa giao thức thế hệ mới được thúc đẩy bởi IETF) và PPNI (giao thức báo hiệu sử dụng trong mạng ATM). Tuy nhiên, do sự suy thoái của công nghệ ATM trong gần thập kỷ qua và sự phổ biến của các mạng chạy trên giao thức IP nên thực tế, GMPLS hiện được xem là lõi cho hoạt động báo hiệu của mạng truyền tải.
Trong quá trình cung cấp dịch vụ, mảng điều khiển sẽ thực hiện một cách tự động các tác nghiệp của nhà cung cấp. Những tác nghiệp tự động này được thực hiện nhờ hệ thống báo hiệu thông qua việc trao đổi các bản tin giữa thiết bị khách hàng và nhà cung cấp qua giao diện UNI, giữa các mạng của nhà cung cấp qua giao diện NNI.
CHƯƠNG 4 XÂY DỰNG MÔ HÌNH THỬ NGHIỆM BẢN TIN BÁO HIỆU RSVP-TE/GMPLS
4.1 Phần mềm DRAGON
Phần mềm DRAGON(Dynamic Resource Allocation via GMPLS Optical Network). Là phần mềm thuộc dự án Dragon của nhóm các trường đại học Un4ersity of Southern Califonia (USC), Information Sciences Institute (ISI), Un4ersity of Maryland (UMD), Mid-Atlantic Crossroads (MAX) và George Mason Un4ersity (GMU). DRAGON hỗ trợ mạng trong việc tạo ra mạng GMPLS.
Phần tử chính
CSA: là phần mềm kết cuối một kết nối dữ liệu. CSA còn được gọi là hệ thống kết cuối, nó cỏ thể yêu cầu một dịch vụ mạng.
VLSR (Virtual Label Switching Router): Phần mềm hoạt động như một bộ
chuyển mạch GMPLS. VLSR đã được phát triển cho các nhà cung cấp thiết bị biến các mạng không hỗ trợ GMPLS thành GMPLS.
VLSR có thể điều khiển nhiều loại chuyển mạch (switches) khác nhau ví dụ
như : Ethernet, TDM hoặc là Optical. VLSR dịch từ giao thức GMPLS thành các lệnh cụ thể như SNMP, TL1,CLI, XML..để điều khiển các bộ chuyển mạch (switch). Để giao tiếp với VLSR khác và các CSA, VLSR dùng giao thức định tuyến OSPF-TE và giao thức báo hiệu RSVP-TE.
VLSR sử dụng OSPF-TE để thông báo cho các phần từ mạng khác về tình trạng của các liên kết TE. Tình trạng của liên kết TE được nằm trong bản tin OSPF- TE LSA.
Ngoài ra VLSR cũng sử dụng RSVP-TE cho báo hiệu và thiết lập một LSP trong mạng GMPLS
DRAGON OSPF-TE: Gói phần mềm được thiết kế để thực hiện giao thức OSPF-TE phục vụ cho việc định tuyến trong mạng GMPLS.
DRAGON RSVP-TE: Gói phần mềm phục vụ cho việc báo hiệu (thiết lập, quản lý…) đường chuyển mạch nhãn LSP trong mạng GMPLS.
4.2 Xây dựng mô hình và thử nghiệm 4.2.1 Mô hình mạng
Cấu trúc mạng sử dụng 3 máy tính:
Cấu hình tối thiểu: CPU 500Mhz, RAM 256M, HDD 4G 2 máy tính đóng vai trò CSA1 và CSA2
1 máy tính đóng vai trò VLSR.
Hệđiều hành Linux (kernel version 2.4.20 hoặc cao hơn)
Hình.4.1 Mô hình test mạng GMPLS
4.2.2 Cài đặt phần mềm
Cài đặt hệđiều hành UBUNTU 8.0 cho cả ba máy tính và bổ sung đầy đủ các thư viện cần thiết
Tải các thư viện cần thiết cho việc cài đặt DRAGON
http://dragon.east.isi.edu/twiki/pub/Main/VLSR/dragon.dependencies.tar.gz. Cài đặt các thư viện như sau: # tar –zxf dragon.dependencies.tar.gz CSA2 CSA1 Eth1: 192.174.42.40 Gre1: 10.10.0.2 Gre2: 10.20.0.2 TE: 10.1.10.2 TE: 10.1.10.5 Eth1:192.174.42.39 Gre1: 10.10.0.1 TE: 10.1.10.1 Eth2: 192.168.100.39 Eth1:192.174.42.41 Gre1: 10.20.0.1 TE: 10.1.10.6 Eth2: 192.168.100.5 Virtual switch Hub VLSR Gre1 Gre2
# cd dependence-package #./makealldeps.sh
Cài đặt Dragon VLSR trên máy tính đóng vai trò VLSR Tải phần mềm DRAGON http://dragon.east.isi.edu # tar –zxf dragon-sw-snapshoot.xxxx.tar.gz
Ta cần cấu hình virtual switch lớp 2 có thể nói chuyện được với VLSR nên việc cấu hình DRAGON VLSR phải khai báo tham sốvlsr-linux
# ./do_build.sh vlsr-linux # sudo sh do_install.sh
Cài đặt Dragon VLSR trên máy tính đóng vai trò CSA1/CSA2 # ./do_build.sh csa
# sudo sh do_install.sh
4.2.3 Khai báo và cấu hình các tham số
Trên máy CSA1
/usr/local/dragon/etc/dragon.conf hostname cn1_host1-dragon password uva /usr/local/dragon/etc/ospfd.conf hostname cn1_host1-ospf password uva
enable password uva log stdout
log file /var/log/ospfd.log interface gre1
description GRE tunnel between cn1_host1 and cn1_vlsr1 ip ospf network point-to-point
router ospf
ospf router-id 129.174.42.39 network 10.10.0.0/30 area 0.0.0.0
ospf-te router-address 129.174.42.39 ospf-te interface gre1
level gmpls
data-interface ip 10.1.10.1 swcap l2sc encoding ethernet
exit line vty
/usr/local/dragon/etc/RSVPD.conf
interface gre1 tc none mpls api 4000
/usr/local/dragon/etc/zebra.conf
¡ zebra configuration file for cn1_host1 Hostnam cn1_host1-zebra Password uva ! ! interface description Interface lo Interface gre1
! description test of desc
Script tạo gre tunnel cho các bản tin báo hiệu trên CSA1
# GRE between cn1_host1 and cn1-vlsr1 ip tunnel del gre1
ip tunnel add gre1 mode gre remote 129.174.42.40 local 129.174.42.39 ttl 255 ip link set gre1 up
ip addr add 10.10.0.1/30 dev gre1 ip route add 10.10.0.2/30 dev gre1
Trên máy CSA2
/usr/local/dragon/etc/dragon.conf hostname cn2_host2-dragon password uva /usr/local/dragon/etc/ospfd.conf hostname cn2_host2-ospf password uva
enable password uva log stdout
log file /var/log/ospfd.log interface gre2
description GRE tunnel between cn1_host1 and cn1_vlsr1 ip ospf network point-to-point
router ospf
ospf router-id 129.174.42.41 network 10.20.0.0/30 area 0.0.0.0
ospf-te router-address 129.174.42.41 ospf-te interface gre2
level gmpls
data-interface ip 10.1.10.6 swcap l2sc encoding ethernet
exit line vty
/usr/local/dragon/etc/RSVPD.conf
interface gre2 tc none mpls api 4000
/usr/local/dragon/etc/zebra.conf
¡ -*- zebra -*-
¡ zebra configuration file for cn1_host1 Hostnam cn2_host2-zebra
Password uva !
! interface description Interface lo
Interface gre2
! description test of desc
Script tạo gre tunnel cho các bản tin báo hiệu trên CSA2
# GRE between cn2_host2 and cn1-vlsr1 ip tunnel del gre2
ip tunnel add gre2 mode gre remote 129.174.42.40 local 129.174.42.41 ttl 255 ip link set gre2 up
ip addr add 10.20.0.1/30 dev gre1 ip route add 10.20.0.2/30 dev gre1
Trên máy VLSR /usr/local/dragon/etc/dragon.conf hostname cn1_vlsr1-dragon