Giao thức phõn phối nhón được nhún nghiờn kứu MPLS của IETF xõy dựng và ban hành cú tờn là RFC 3036, phiờn bản mới nhất được cụng bố năm 2001.
Giao thức phõn phối nhón được sử dụng trong quỏ trỡnh gỏn nhón cho cỏc gúi thụng tin. Giao thức LDP là giao thức điều khiển tỏch biệt được cỏc LSR sử dụng để chao đổi và điều phối quỏ trỡnh gỏn nhón FEC. giao thức này là một tập hợp thủ tục chao đổi bản tin cho phộp cỏc LSR sử dụng giỏ trị nhón thuộc FEC nhất định để truyền cỏc gúi tin .
Một kết nối TCP được thiếp lập giữa cỏc LSR đồng cấp dể đảm bảo cỏc bản tin LDP được truyền theo dỳng thứ tự. cỏc bản tin LDP cú thể xuất hiện từ bất kỡ một LSR(điều khiển đường chuyển mạch nhón LSP độc lập ) hay từ LSR biờn lối ra (điều khiển LSP theo lệnh ) và chuyển tử LSR phớa trước tới LSR phớa sau cận kề.
Việc chao đổi bản tin LDP cú thể được khởi phỏt bởi sự xuất hiện của, luồng số liệu đặc biệt, bản tin lập dự chữ RSVP hay cập nhật thụng tin định tuyến.
Khi gặp một LSR đó chao đổi bản tin LDP cho một FEC nhất định thỡ một đường chuyển mạch LSP từ đầu vào tới đầu ra được thiết lập sau khi mỗi LSR ghộp nhón đầu vào với đầu ra tương ứng trong LIB của nú .
2.4.1.1 Phỏt hiện LSR lõn cận :
Thủ tục phỏt hiện LSR lõn cận của LDP chạy trờn UDP và thực hiện như sau:
Hỡnh16 : Thủ tục phỏ hiện LSR lõn cận
1. một LSR định kỳ gửi bản tin hello tới cỏc cổng UDP đó biết trong tất cả cỏc bộ định tuyến trong tất cả cỏc mạng con của nhúm multicast
2. tất cả cỏc LSR tiếp nhận bản tin hello này trờn cổng UDP. tại mỗi thời điểm nào đú, LSR sẽ biết được tất cả cỏc LSR khỏc mà nú cú thể kết nối trực tiếp. 3. khi LSR nhận biết được địa chỉ của LSR khỏc bằng cơ chế này thỡ nú sẽ thiết
lập kết nối UDP tới LSR đú.
4. khi đú, phiờn UDP được thiết lập giữa 2 LSR, phiờn LDP là phiờn 2 chiều, tức mỗi LSR ở 2 đầu kết nối đều cú thể yờu cầu và gửi liờn kết nhón.
Trong trường hợp cỏc LSR khụng kết nối trực tiếp trong một mạng con thỡ người ta sử dụng cơ chế bổ sung sau:
LSR định kỡ gửi bản tin hello đến cổng UDP đó biết tại địa chỉ IP xỏc định được khai bỏo khi lập cấu hỡnh. đầu nhận bản tin này cú thể trả lời bằng bản tin hello khỏc truyền chiều ngược lại tới LSR gửi và thiết lập cỏc phiờn LDP được thực hiện như trờn .
Thụng thường trường hợp này thường được ỏp dụng khi giữ hai LSR cú một đường LSP cho điều khiển lưu lượng và nú yờu cầu phải gửi cỏc gúi cú nhón qua đường LSP đú.
2.4.1.2 Cỏc bản tin LDP:
Cỏc bản tin LDP được định nghĩa theo một khuụn dạng độc lập với mọi trường. Nội dung của một vài bản tin cú thể kết hợp với cỏc gúi dữ liệu đơn để giảm thiểu quỏ trỡnh xử lý của CPU.
1 – Tiờu đề LDP (header LDP)
Mỗi bản tin LDP cũn được gọi là dơn vị dữ liệu giao thức (PDU) bắt đầu với một tiờu đề LDP, gồm cỏc trường sau:
- Phiờn bản (version): chỉ ra số phiờn bản của giao thức, hiện tại là phiờn bản số 1. - chiều dài PDU : tổng chiều dài PDU trong cỏc octet, ngoại trừ trường phiờn bản và
chiều dài .
- LDP ID : đõy là trường nhận dạng khuụn khụng gian nhón của việc gửi LSR của bản tin này .4 octet đầu tiờn chứa địa chỉ IP gắn với LSR,nú là trường nhận dạng giao thức. 2 octet sau cựng xỏc định khụng gian nhón trong phạm vi LSR này.
0 1-14 15 16-30 31
version PDU lenth
LDP Identifier LDP Identifier
Hỡnh 17 –Ttiờu đề :LDP
2-Mó hoỏ “giỏ trị - chiều dài - loại” (type –length – value :TLV Encoding).
LDP sử dụng sơ đồ mó hoỏ TLV để mó hoỏ cỏc thụng tin được mang trong cỏc bản tin LDP. Trong đú như hỡnh 18 chỉ ra nú bao gồm cỏc truờng loại dữ liệu.
- Trường loại dữ liệu
- Trường chiều dài
- Trường giỏ trị (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
0 1 2-14 15 16 17-30 31
U F type lenth
value
Hỡnh 18 – Mó hoỏ giỏ trị -chiều dài - loại
3- Khuụn dạng bản tin LDP:
Tất cả cỏc bản tin LDP đều cú khuụn dạng giống nhau, như hỡnh 19
0 1-14 15 16-30 31
u Message ID Message lenth
Message ID Mandatory parameters
Optional parameters
Hỡnh 19: Khuụn dạng bản tin LDP
- Bớt U: bớt này là bớt chỉ ra rằng bản tin khụng nhận biết được.nờu U=1 thỡ bản tin coi như khong nhận biết được tại bộ thu và bản tin này sẽ bị loại bỏ.
- Loại bản tin: xỏc định lọai bản tin
- Chiều dài bản tin : chiều dài của bản tin ID, cỏc tham số bắt buộc (mandatory) và cỏc tham số tuỳ chọn.
- trường nhận dạng bản tin : đõy là trường nhận dạng duy nhất nú cú thể được sử dụng kốm với cỏc bản tin thụng bỏo và bản tin khỏc.
- Cỏc tham số bắt buộc - Cỏc tham số tuỳ chọn
Cỏc tham số bắt buộc và cỏc tam số tuỳ chọn sẽ giải thớch sau. về nguyờn lý mọi thứ xuất hiện trong bản tin LDP đều cú thể được mó hoỏ giống như TLV. tuy nhiờn, tuỳ từng trường hợp mà cỏc tham số này được sử dụng trong giản đồ mó hoỏ TLV hay khụng ,vỡ những nơi khụng thật sự cần thiết thỡ sẽ khụng sử dụng vỡ nú lóng phớ khụng gian.
4- Khuụn dạng và cỏc chức năng của TLV:
- FEC :TLV này mang cỏc FEC dựng để trao đổi giữa cỏc LSR. MPLS và LDP chỉ sử dụng địa chỉ cho FEC, khụng dựng cho cỏc cổng và PID.
FEC cú thể là một địa chỉ cố định, hoặc một địa chỉ mỏy trạm đầy đủ, nú cũng cú thể chứa địa chỉ cỏc mạng khỏc, như IPX nhưng ớt khi là địa chỉ IP.
- Address list : danh sỏch địa chỉ TLV xuất hiện trong bản tin “Address” và “Address withdraw” Hiện tại chỉ cú địa chỉ Ipv4 được định nghĩa cho trường TLV này
- Hop count : TLV này xuất hiện trong cỏc bản tin dựng để thiết lập cỏc LSP, nú tớnh toỏn số chặng LSR dọc theo một LSP khi LSP đó được thiết lập.nú cú thể sử dụng để dũ tỡm vũng lặp ( trong trường hợp cú lỗi trong mạng làm gúi tin khụng tới được đớch và lưu chuyển vũng quanh trờn mạng ).
- PATH vector : trương TLV này cũng được sử dụng để dũ tỡm vũng lặp với việc tớnh toỏn chặng TLV trong cỏc bản tin “Label request và Label mapping”. Nú sử dụng cỏc bản tin Label request để ghi lại đường đi của cỏc LSR.
- Generic Label : trường TLV chứa cỏc nhón cho việc sử dụng trờn cỏc liờn kết đối với cỏc giỏ trị nhón là độc lập dưới nền tảng cụng nghệ liờn kết (cỏc dịch vụ tải tin ) như là cỏc liờn kết PPP và Ethernet.
- ATM label: nếu ATM được sử dụng để mang thụng tin thỡ TLV này sẽ chứa giỏ trị ATM VPI/VCI.
Khoá Luận Tốt Nghiệp xxxii i
- Frame Relay Label: nếu Frame Relay được sử dụng để mang thụng tin thỡ TLV này sẽ chứa giỏ trị DLCI Frame Relay.
- Status: trường TLV này dựng cho mục đớch chuẩn đoỏn ,chẳng hạn sự thành cụng hay hỏng húc của sự kiện.
- Extended status : đõy là trường mỏ rộng của status bằng việc cung cấp thờm cỏc byte mở rộng cho mục đớch chuẩn đoỏn . (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Returned PDU : trường này cú thể hoạt động cựng với trường status TLV,LSR sử dụng tham số nsỳ để gửi phần PDU LDP trở lại LSR đó gửi nú .giỏ trị của TLV này là tiờu đề PDU và dữ liệu kốm theo tiờu đề phự hợp trong bản tin thụng bỏo.
- Return Message : trường này cũng cú thể di kốm với trường status TLV. LSR sử dụng tham số này để gửi một phần bản tin LDP tới LSR đó gửi bản tin đú.
- Common Hello Parameters : cỏc LSRs lõn cận cú thể gửi cỏc bản tin hello một cỏch định kỳ tới cỏc LSR khỏc để đảm bảo rằng chỳng đang kết nối và đang trong trạng thỏi hoạt động. TLV chứa đựng cỏc tham số chung để quản lý hoạt động, vớ dụ như cỏc bản tin hello được gửi và được nhận như thế nào, và cỏc bản tin này được gửi đi bao nhiờu và nhận lại bao nhiờu trong một khoảng thời gian được chọn.
- IPv6/IPv4 transport address : nếu cỏc địa chỉ IPv6 được sử dụng thỡ TLV này sẽ cho phộp một địa chỉ IPv6 được sử dụng khi mở một TCP cho một phiờn LSP. nếu nú khụng được sử dụng, địa chỉ nguồn trong tiờu đề IP được sử dụng. ý tưởng này cũng tương tự đối với cỏc địa chỉ IPv4.
- Common session Parameters: TLV này cũng chứa tham số “thoả hiệp” được gửi đi bởi LSR trong mỗi phiờn LDP. Cỏc tham số này bao gồm :
+ Keep Alive Time :chỉ ra số giõy cực đại trụi qua để nhận thành cụng cỏc PDU từ cỏc LDP đồng cấp trong một phiờn kết nối TCP.bộ định thời này đựoc thiết lập khi một PDU đến.
+ Label Advertisement Dicrips line ( luật thụng bỏo bản tin ): luồng xuống( Downstream) là bắt buộc theo yờu cầu.
+ Loop Detection :chỉ ra rằng sự dũ tỡm vũng lặp là cho phộp (enable) hay khụng. PATH vector limit : chỉ ra độ dài đường cực đại cho phộp.
+ Maximun PDU length : chỉ ra độ dài cực đại của một PDU LDP
- ATM session Parameters: TLV này xỏc định khả năng quản lý ATM của một ATM- LSR.tuỳ chọn bao gồm:
+Việc hợp nhất khụng được hỗ trợ + Hợp nhất VP được hỗ trợ
+ Hợp nhất VC được hỗ trợ
+ Cả hợp nhất VP và VC được hỗ trợ
trường này cung cấp thụng tin về khả năng định hướng VC, cú nghĩa việc sử dụng cỏc VCI theo một hướng hay cả hai hướng trong một liờn kết, nú cũng chứa đựng trường xỏc định một dải cỏc nhón ATM được hỗ trợ bởi việc gửi LSR.
Khoá Luận Tốt Nghiệp xxxi v
- Frame Relay session Parameters: trường TLV này cũng chứa đựng cỏc tham số như của ATM session parameters, nhưng ở đõy TLV là DLCIs.
- Label Request message ID: giỏ trị của tham số này là trường nhận dạng bản tin của một bản tin yờu cầu nhón tương ứng.
- Private : trường TLV và cấc bản tin riờng của nhà sản xuất được sử dụng để thụng bỏo thụng tin riờng của nhà sản xuất giữa cỏc LSR.
5 - Cỏc bản tin trong LDP Bao gồm 11 bản tin LDP: - Bản tin Notification - Bản tin hello - Bản tin Initialization - Bản tin KeepAlive - Bản tin Address
- Bản tin Addess withdraw
- Bản tin Label Mapping
- Bản tin Label Request
- Bản tin Label Abort Request
- Bản tin Label withdraw
- Bản tin Label release
2.4.1.3 Cỏc chế độ phõn phối nhón
Chỳng ta sẽ biết một số chế độ hoạt động của phõn phối nhón trong một vài phần mục phớa sau như : khụng yờu cầu phớa trước, điều khiển LSP theo lệnh hay tự lập, duy trỡ tiờn tiến hay lưu chữ. cỏc chế độ này được thoả thuận bởi LSR trong quỏ trỡnh khởi tạo phiờn LDP.
Khi LSR hoạt động ở chế độ duy trỡ lưu giữ, nú sẽ chỉ giữ những giỏ trị nhón FEC mà nú cần tại thời điểm hiện tại.cỏc chuyển đổi khỏc được giải phúng . cũn trong chế độ duy trỡ tiờn tiến, LSR giữ tất cả cỏc chuyển đổi mà nú được thụng bỏo ngay cả những chuyển đổi khụng được sử dụng tại thời điểm hiện tại.hoạt động của chế độ này như sau:
+ LSR 1 gửi liờn kết nhón vào một FEC đến một LSR khỏc kế tiếp(LSR2) cho FEC đú. + LSR 2 nhận thấy LSR 1 hiện tại khụng phải là nỳt tiếp theo đối với FEC đú, nú khụng thể sử dụng FEC này cho mục đớch chuyển tiếp tại thời điểm hiện tại nhưng nú vẫn lưu giữ liờn kết này lại.
+ Tại thời điểm nào đú sau này cú sự xuất hiện thay đổi định tuyến và LSR 1 trở thành nỳt tiếp theo của LSR2 đối với FEC đú thỡ LSR2 sẽ cập nhật thụng tin trong bảng định tuyến tương ứng và cú thể chuyển tiếp cỏc gúi cú nhón đến LSR1 trờn tuyến mới.việc này được thực hiện một cỏch tự động mà khụng cần tới bỏo hiệu LDP hay quỏ trỡnh phõn bổ nhón mới. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ưu điểm lớn nhất của chế độ duy trỡ tiờn tiến là khả năng phản ứng nhanh hơn khi cú sự thay đổi tuyến. Nhược điểm lớn nhất là lóng phớ bộ nhớ và nhón. điều này đặc biệt quan trọng và cú ảnh hưởng rất lớn đối với những thiết bị lưu trữ bảng định tuyến trong phần cứng như ATM – LSR.thụng thường chế độ duy trỡ lưu chữ đựoc sử dụng cho cỏc ATM - LSR.
Vớ dụ minh hoạ việc sử dụng bản tin Label Request và Label Mapping trong chế độ cụng bố nhón theo yờu cầu và điều khiển LSP độc lập. Trỡnh tự thời gian trao đổi cỏc bản tin LDP giữa cỏc đối tỏc (peer) thiết lập một LSP từ router lối vào R1 qua R2 rồi đến router lối ra R3 cho một FEC cú frefix “a.b/16”. R1 khởi tạo tiến trỡnh bằng cỏch yờu cầu một nhón cho FEC “a.b/16” từ hop kế của nú là R2. vỡ sử dụng điều khiển độc lập nờn R2 trả ngay một ỏnh xạ nhón về cho R1 trước khi R2 nhận được ỏnh xạ nhón từ phớa downstream là R3. cả R2 và R3 đỏp ứng bằng bản tin Label Mapping, kết quả là trong FIB của R1 và LFIB của R2, R3 cú cỏc entry gỏn nhón hỡnh thành nờn đường chuyển mạch nhón LSP.
Hỡnh 20: Vớ dụ LDP chế độ điều khiển độc lập theo yờu cầu .
Khoá Luận Tốt Nghiệp xxxv i
2.4.2 Giao thức phõn phối nhón dựa trờn ràng buộc CR-LDP.
Giao thức phõn phối nhón định tuyến dựa trờn ràng buộc CR-LDP(constraint- based routing-LDP) được sử dụng để điều khiển cưỡng bức LDP. giao thức này là phần mở rộng của LDP cho quỏ trỡnh định tuyến cưừng bức của LSP. cũng giống như LDP, nú sử dụng cỏc phiờn TCP giữa cỏc LSR đồng cấp để gửi cỏc bản ti phõn phối nhón .
Để hiểu rừ hơn về định tuyến cưỡng bức dựa trờn ràng buộc, ta xột việc định tuyến đối với một mạng IP truyền thống. một mạng cú thể đựơc xem là một tập hợp cỏc hệ thống tự trị AS, trong đú việc định tuyến ở mỗi AS tuõn theo giao thức định tuyến trong miền (intradomain). việc định tuyến giữa cỏc AS tuõn theo giao thức định tuyến liờn miền(interdomain).cỏc giao thức định tuyến trong miền cú thể là RIP, OSPF, IS – IS cũn giao thức định tuyến liờn miền đang được sử dụng là BGP .trong phạm vi một hệ thống tự trị, cơ chế xỏc định tuyến trong cỏc giao thức định tuyến trong miền thường tuõn theo thuật toỏn tối ưu. trong giao thức định tuyến RIP thỡ cú sự tối ưu về nỳt mạng trờn đường mà gúi tin được chuyển từ nguồn tới đớch. cú nhiều đường đi từ nguồn tới đớch nhưng mỗi đường đi lại cú số nỳt, độ dài ngắn , băng thụng khả dụng khỏc nhau, do vậy với RIP thỡ thuật toỏn bellman-ford được sử dụng để xỏc định sao cho đường đi qua ớt nỳt nhất. cũn trong trường hợp OSPF và IS –IS thỡ thuật toỏn là tỡm đương ngắn nhất.nhà quản trị mạng ứng với giao thức OSPF(hoặc IS-IS)sẽ ấn định cho mỗi kờnh trong mạng một giỏ trị tương ứng với độ dài của kờnh đú OSPF(hoặc IS-IS)sẽ sử dụng thuật toỏn tỡm đường ngẵn nhất Dijkstra để lựa chọn đường ngắn nhất trong số cỏc đường cú thể nối tới đớch, với định nghĩa độ dài của đường là tổng độ dài cỏc kờnh trờn đường đú.
Đối với định tuyến cưỡng bức, ta cú thể xem một mạng như là một tập hợp cỏc nỳt mạng và một tập hợp kết nối giữa cỏc nỳt mạng đú. mỗi kờnh sẽ cú cỏc đặc điẻm