H ướng tắtG ó i
3.4.2 Các thành phần của mạng chuyển mạch nhãn
Một đặc điểm kiến trúc quan trọng của chuyển mạch nhãn là các chức năng điều khiển lớp mạng đợc tách biệt vơí hoạt động chuyển tiếp chuyển mạch nhãn. Sự tách biệt của chức năng này đã đợc tính toán khi quyết định thiết kế.
Nó cho phép các nhà cung cấp mạng kết hợp một số dịch vụ mạng hiện tại và t- ơng lai với một cơ chế chuyển tiếp đơn giản. Nó hỗ trợ tốt các dịch vụ đặc biệt
nh định tuyến dựa vào đích hay định tuyến đa hớng, hoặc tờng minh định tuyến bằng cách kết hợp chức năng định tuyến với việc thiết lập các nhãn khi phân phối chúng qua mạng, tạo ra các đờng dẫn chuyển mạch với các dịch vụ đầu cuối tới đầu cuối. Mặc dù các dịch vụ có thể thay đổi nhng các cơ chế chuyển tiếp cơ bản là không thay đổi. Vì vậy nếu các chức năng điều khiển lớp mạng mới đợc đa vào thì cũng khhong cần thiết phải đánh giá lại hoặc nâng cấp các thành phần và thiết bị trên đờng dẫn chuyển tiếp. Một ví dụ điển hình là phiên bản IPv6 đã mở rộng không gian địa chỉ thành 128 bít nhng vẫn không có bất kì sự thay đổi nào trên đờng dẫn chuyển tiếp đã tồn tại. Dới đây, chúng ta sẽ xem xét các thành phần này cùng với một số khái niệm cơ bản trong mạng chuyển mạch nhãn.
Thành phần điều khiển
Thành phần điều khiển chịu trách nhiện tạo ra và quản lý một bộ phận các nhãn tại các thiết bị LSR. Việc tạo ra một nhãn liên quan đến việc cấp phát và gán cho một đích cụ thể. Đích này có thể là một địa chỉ máy chủ mạng, địa chỉ mạng, địa chỉ nhóm đa h- ớng hoặc chỉ là các thông tin lớp mạng. Việc phân phối các nhãn đợc thực hiện bởi TDP hoặc sử dụng trên các giao thức đã tồn tại trớc.
Thành phần chuyển tiếp
Thành phần chuyển tiếp dùng nhãn chứa trong một gói tin và thông tin lấy từ bảng thông tin nhãn (LIB) của từng thiết bị LSR để chuyển tiếp gói tin. Đặc biệt khi một gói chứa nhãn th đợc từ LSR, nhãn này đợc dùng làm khoá để xác định một thực thể thích hợp trong bảng LIB. Một thực thể trong LIB bao gồm một nhãn đầu vào, một nhãn đầu ra và các thông tin về liên kết hoặc đóng gói dữ liệu. Khi có yêu cầu chuyển mạch ứng với một thực thể trong bảng LIB thì nhãn đầu vào cùng với các thông tin liên kết khác trao đổi với nhãn đầu ra.
Để tiếp tục tìm hiểu về chuyển mạch nhãn chúng ta xem xét kỹ hơn về khái niệm “nhãn”. Nhãn đợc định nghĩa là một thực thể có độ dài cố định không có cấu trúc nội. Một nhãn không mã hoá trực tiếp bất kỳ một thông tin nào từ tiêu đề lớp mạng. Ví dụ, nhãn không mã hoá trực tiếp địa chỉ mạng (kể cả địa chỉ nguồn và địa chỉ đích). Vì vậy, nhãn không phải là địa chỉ. Nhãn có thể mang giá trị là VPI hoặc VCI trong tế bào ATM hoặc tiêu đề DLCI trong PDU của chuyển tiếp khung hoặc shim tag trong một gói cua chuyển mạch nhãn(ở chuyển mạch nhãn thì shim tag đợc chèn vào phần thông tin về địa chỉ hoá giữa lớp 2 hoặc lớp 3). Chúng ta sẽ xem xét cấu trúc của nhãn trong phần sau.
Chuyển mạch nhãn
Bao gồm kiến trúc, các giao thức và các thủ tục để gán các thông tin lớp mạng vào các nhãn và chuyển tiếp gói sử dụng cơ cấu trao đổi nhãn.
Thiết bị chuyển tiếp chạy theo các giao thức định tuyến Unicast và Multicast tiêu chuẩn có thể chuyển tiếp gói tại lớp 3, có cơ cấu chuyển tiếp, trao đổi nhãn đợc điều khiển bằng phần cứng cũng nh phần mềm. Mọt LSR có thể phân phối nhãn liên kết giữa các thiết bị LSR lân cận hoặc bên trong các thiết bị LSR. LSR có nhãn là các bộ Router truyền thống, các chuyển mạch ATM, hoặc thiết bị có thể thực hiện hai chức năng trên.
Bộ định tuyến biên chuyển mạch nhãn (LER)
Một LER đợc đặt ở cổng vào hoặc cổng ra của mạng LSR. Nó có khả năng cấp phát nhãn cho cổng đầu vào hoặc cổng đầu ra và có thể thực hiện chuyển tiếp tại lớp 3 & chạy theo giao thức định tuyến tiêu chuẩn Multicast và Unicast. Chức năng của LER là gán nhãn cho gói đầu vào (trớc đó cha đợc gán nhãn) và loại bỏ nhãn cho gói tại cổng ra (gói đã đợc gán nhãn).
Giao thức phân bổ nhãn
LSR sử dụng LDP là giao thức điều khiển cơ sở để phân phối và gán nhãn. Bản tin LDP chỉ thay đổi khi xảy ra sự thay đổi giữa các node ngang hàng hoặc node liền kề nó trong mạng chuyển mạch nhãn.
Ngăn xếp nhãn
Một trong những điều thú vị khi đa ra chuyển mạch nhãn đó là ngăn xếp nhãn. Đó là kỹ thuật sử dụng trong việc đóng gói IP. Nó cho phép một gói có thể mang nhiều hơn một nhãn. Nó đợc cung cấp bởi việc đa vào một nhãn mới (mức 2) bên trên nhãn đã tồn tại (mức 1), gói đợc chuyển tiếp qua mạng dựa trên cơ sở các nhãn ở mức 2, sau khi qua mạng này thì nhãn mức 2 bị loại ra và việc chuyển tiếp này hoạt động dựa trên các nhãn mức 1.
Lớp chuyển tiếp tơng đơng(FEC)
Một FEC là một luồng các gói với các đặc điểm chung mà nó có thể chuyển tiếp một cách tơng tự qua mạng. Cho mục đích chuyển mạch nhãn, một FEC có thể đợc sắp xếp để thiết lập nhãn dọc theo đờng dẫn của bộ định tuyến. Chẳng hạn tất cả các gói có cùng địa chỉ prefix(đích) có thể đợc xem nh là một FEC đơn hớng và vì vậy có thể vạch ra biên giới đến nhãn đơn hơngs trong quá trình gán nhãn.
Đờng dẫn chuyển mạch nhãn (LSP)
Đờng dẫn chuyển mạch từ đầu vào tới đầu ra đợc tạo thành bằng cách cấp phát một FEC cùng với việc thiết lập các nhãn xuyên qua một vài thiết bị LSR.
Tái sử dụng(Piggybacking)
Chuyển mạch nhãn có thể cho phép các nhãn đợc phân phối sử dụng các giao thức điều khiển đang tồn tại nh RSVP và PIM gọi là Piggyback.