Kỹ thuật lưu lượng IP/WDM là kỹ thuật để tận dụng các tài nguyên IP/WDM (ví dụ như các bộ định tuyến IP, các bộ đệm, các chuyển mạch WDM, các sợi quang và các bước sóng) một cách hiệu quả, để truyền dẫn các gói tin và dòng lưu lượng IP. Kỹ thuật lưu lượng IP/WDM bao gồm kỹ thuật lưu lượng IP/MPLS và kỹ thuật lưu lượng WDM như được chỉ ra trên Hình 2.2
Hình 2.2. Kỹ thuật lưu lượng IP/WDM (TE)
Kỹ thuật lưu lượng MPLS giải quyết các vấn đề về phân bổ dòng và thiết kế nhãn đường. Sử dụng kỹ thuật điều khiển đường hiện MPLS, kỹ thuật lưu lượng MPLS cho phép cân bằng tải trên mô hình IP hiện có. Các MPLS LSP làm việc như là các tuyến ảo cùng chia sẻ một mô hình IP cố định.
Trong khi đó kỹ thuật lưu lượng WDM lại đưa ra các giả định về một mô hình IP tĩnh trên nền mạng WDM. Kỹ thuật lưu lượng WDM giải quyết các vấn đề về thiết kế mô hình đường đi ngắn nhất và dịch chuyển mô hình IP. Trong các mạng WDM có khả năng tái cấu hình, kỹ thuật lưu lượng MPLS và kỹ thuật lưu lượng WDM làm việc ở các tầng khác nhau, nghĩa là một ở tầng IP và một ở tầng WDM. Trong các mạng chuyển mạch gói quang, các kỹ thuật lưu lượng MPLS và WDM có thể được dùng theo mô hình chồng lấp hoặc theo mô hình tích hợp. Xu hướng đầu tương tự như IP chồng lấp trên nền các mạng WDM có khả năng tái cấu hình (mặt phẳng dữ liệu), trong khi các MPLS LSP (các đường đi ảo) được ấn định cho các mạch quang WDM cố định. Xu hướng thứ hai xây dựng các đường đi ngắn nhất, ấn định các dòng trên các đường đi ngắn nhất đó và chuyển tiếp lưu lượng theo một mô hình tích hợp.
2.4. Mô hình hoá kỹ thuật lưu lượng IP/WDM
Như đã trình bày ở trên kỹ thuật lưu lượng trong các mạng IP/WDM có thể thực hiện theo hai phương pháp: kỹ thuật chồng lấp và kỹ thuật tích hợp.
Với kỹ thuật lưu lượng IP/WDM chồng lấp, mỗi tầng IP và WDM có một khối kỹ thuật lưu lượng riêng. Sự hoạt động của mỗi mạng có thể độc lập với mạng còn lại. Các giải pháp kỹ thuật lưu lượng được phát triển cho các mạng IP hoặc các mạng WDM có thể được ứng dụng trực tiếp cho mỗi tầng một cách tương ứng. Về mặt tính chất thì mạng khách-chủ chồng lấp là một ví dụ cho kỹ thuật lưu lượng chồng lấp.
Với kỹ thuật lưu lượng tích hợp, sự tối ưu hoá hiệu năng mạng đối với một mục tiêu nhất định đạt được nhờ sự kết hợp giữa cả hai thành phần mạng IP và WDM. Với sự xuất hiện của các phần cứng ngày càng tinh vi cho phép tích hợp chức năng của cả IP và WDM tại mỗi thành phần mạng (NE) nên kỹ thuật lưu lượng tích hợp có thể hoạt động hiệu quả hơn.
Nguyên lí của kỹ thuật lưu lượng chồng lấp là sự tối ưu hoá đạt được ở từng tầng một. Điều này có nghĩa là sự tối ưu hoá trong một không gian nhiều chiều là kết quả của một quá trình tìm kiếm lần lượt theo các chiều khác nhau. Rõ ràng là kết quả tối ưu hoá phụ thuộc vào thứ tự tìm kiếm và không đảm bảo đó là kết quả tối ưu hoá toàn cục. Chiều nào càng xuất hiện sớm trong chuỗi tìm kiếm thì càng đạt được sự tối ưu hoá tốt hơn. Một lợi thế của kỹ thuật lưu lượng chồng lấn là các cơ chế có thể được điều chỉnh để đáp ứng tốt nhất nhu cầu của một tầng cụ thể (IP hoặc WDM) tuỳ theo các mục tiêu được lựa chọn. Trong mô hình mạng chồng lấp được giả định là các thuật toán định tuyến, sự phân bố cấu hình, các giao thức báo hiệu thiết lập kết nối của các mạng IP và WDM là độc lập với nhau. Chính vì đặc điểm này nên nếu chúng ta thực hiện tối ưu hoá các chức năng trên 2 lớp một cách độc lập nhau sẽ dẫn đến sự xung đột, không đảm bảo cho việc tối ưu hoá toàn mạng. Do đó, giải pháp lưu lượng trong mô hình mạng này là tiến hành tối ưu hoá chức năng của một lớp nào đó, sau đó ứng dụng trực tiếp lớp còn lại trên lớp này. Giải pháp cụ thể được đưa ra là: đầu tiên một cấu hình topo logic được xây dựng bằng cách đặt các lightpaths giữa các nodes trong mạng WDM, và sau đó các giao thức định tuyến IP truyền thống như OSPF và IS – IS làm việc trên cấu hình logic đó.
Hình 2.3. Mô tả kỹ thuật lưu lượng trên mô hình chồng lấp Trong mô hình này, các router được kết nối với OXC thông qua OADM. Giao tiếp giữa IP router và OADM có thể cấu hình lại trên giao tiếp, điều này có nghĩa các IP kế cận kết nối thông qua các giao tiếp có khả năng cấu hình lại, có thể thay đổi dưới sự cập nhật lại cấu hình đường dẫn quang. Có hai lớp cơ bản trong mô hình này là:
- Lớp chủ: được đơn giản hóa đó là lớp vật lý bao gồm các phần tử mạng và
các sợi quang. Mỗi sợi quang mang nhiều bước sóng quang và được tái định tuyến một cách mềm dẻo.
-Lớp con: được hình thành bởi các router IP liên kết với nhau thông qua các
đường dẫn quang hình thành trên mạng vật lý.
Như đã trình bày, chức năng phục hồi lỗi đếu có cả ở 2 lớp IP và lớp WDM. Do đó, yêu cầu cần có sự kết hợp thích hợp để tìm ra phương pháp khắc phục khi lỗi xãy ra một cách hiệu quả, có chi phí thấp là cần thiết. Với một mạng đa lớp thì giải pháp được đưa ra là sử dụng bộ định thời, tức là sau khi đợi quá trình khắc
phục lỗi ở lớp thấp hơn thực hiện trước, sau đó phương pháp lỗi ở lờp cao hơn sẽ được thực hiện. Như thế, một phần lưu lượng sẽ được bảo vệ bởi lớp WDM, và một phần nữa lưu lượng sẽ được bảo vệ bởi quá trình định tuyến động ở lớp IP. Bộ định thời sẽ làm cho quá trình khôi phục lỗi của 2 lớp không xung đột lẫn nhau.
Trong mạng IP/WDM, quá trình điều khiển tắt nghẽn không những có thể dựa vào mức lưu lượng sử dụng trên cùng một cấu trúc mà còn có thể thực hiện trên mức cấu trúc sử dụng các đường dẫn quang cấu hình lại. Do đó, không những một lưu lượng tự hiệu chỉnh dòng gói trước khi đưa gói lên mạng mà mạng còn có khả năng tự thích ứng với lưu lượng trong các khoảng thời gian liên tiếp nhau. Trong lớp IP, điều khiển tắt nghẽn cung cấp một cơ sở cho kỹ thuật lưu lượng như làm thế nào để truyền thông tin dọc theo các router đến đích một cách nhanh chóng. Trong lớp WDM, cấp phát điều khiển được sử dụng để quản lý tài nguyên mạng (như các bước sóng quang) và cấp phát chúng cho các liên kết IP ảo. Qúa trình cấp phát điều khiển trên lớp WDM có thể là tĩnh như cố định tại thời điểm bắt đầu kết nối yêu cầu hoặc chúng có thể cấp phát động hoặc thay đổi trong quá trình kết nối. Nó mang tính chất mềm dẻo, có thể cho phép lớp WDM cung cấp kết nối cho các lớp trên với các chất lượng dịch vụ khác nhau.
2.4.2. Kỹ thuật lưu lượng trên mô hình tích hợp
Trong mạng IP/WDM, lớp IP và WDM đều có chức năng định tuyến riêng nên IP có thể không sử dụng toàn bộ các lightpaths được tạo ra bởi mạng WDM, dẫn đến hiệu quả sử dụng tài nguyên kém. Vì vậy, cơ cấu tích hợp định tuyến là cần thiết để cung cấp sự sử dụng tài nguyên một cách hiệu quả và sự đáp ứng linh hoạt chống lại sự thay đổi lưu lượng. Kỹ thuật lưu lượng trên mô hình tích hợp để mô tả ở Hình 2.4
Hình 2.4. Kỹ thuật lưu lượng trên mô hình tích hợp
Với kỹ thuật lưu lượng dựa trên định tuyến tích hợp, các chức năng của IP và WDM được tích hợp chung trong một phần tử mạng, khi các chức năng cho IP và WDM được tích hợp, một mặt phẳng điều khiển cho mạng sẽ là khả thi để điều khiển và quản lý tài nguyên mạng, khi đó việc tính toán đương đi sẽ được thông nhất với nhau, với phương pháp định tuyến này đảm bảo chắc chắn các gói tin IP được chuyển tiếp trên lightpath được định cấu hình bởi định tuyến bước sóng. Tuy nhiên, việc triển khai kỹ thuật lưu lượng trên mô hình tích hợp cũng gặp một số khó khăn như phương pháp triển triễn khai phức tạp, quá trình đồng bộ một số lượng lớn các node mạng IP/WDM cho các thông tin trạng thái và cấu hình cho các node mạng, cần phải có thời gian hội tụ cao.