Như tờn gọi của nú, giao thức dành trước tài nguyờn (RSVP) dựng để dành trước cỏc tài nguyờn cho một phiờn làm việc (dũng lưu lượng) trong mạng Internet. Khớa cạnh này của Internet là khỏc so với dự định thiết kế hệ thống nằm bờn dưới ban đầu là chỉ dựng để hỗ trợ cỏc dịch vụ nỗ lực tối đa mà khụng xem xột đến cỏc yờu cầu được xỏc định trước về chất lượng dịch vụ hay đặc tớnh lưu lương của người sử dụng.
RSVP được dự tớnh để đảm bảo hiệu năng bằng việc dành trước cỏc tài nguyờn cần thiết tại mỗi node tham gia trong việc hỗ trợ dũng lưu lượng (chẳng hạn như hội nghị video hay audio). Cần nhớ rằng IP là giao thức khụng hướng kết nối, nú khụng thiết lập trước đường đi cho cỏc dũng lưu lượng, trong khi đú RSVP thiết lập trước những đường đi này và đảm bảo cung cấp đủ băng tần cho đường đi đú.
RSVP khụng cung cấp cỏc hoạt động định tuyến mà sử dụng IPv4 hay IPv6 như là cơ chế truyền tải giống như cỏch mà giao thức bản tin điều khiển Internet (ICMP) và giao thức bản tin nhúm Internet (IGMP) hoạt động.
RSVP yờu cầu phớa thu đưa ra tham số QoS cho dũng lưu lượng. Cỏc ứng dụng phớa thu phải xỏc định bản ghi QoS và chuyển tới RSVP. Sau khi phõn tớch cỏc yờu cầu này, RSVP gửi cỏc yờu cầu tới tất cả cỏc node tham gia trong việc vận chuyển dũng lưu lượng.
Cỏc khớa cạnh của RSVP liờn quan tới MPLS
Trong phần này chỳng ta sẽ túm tắt ngắn gọn cỏc đặc trưng RSVP, những đặc trưng này cú liờn quan đến việc sử dụng RSVP với MPLS.
RSVP là một giao thức bỏo hiệu được sử dụng để thiết lập cỏc yờu cầu dành trước tài nguyờn nhằm đảm bảo QoS trong Internet. Như biểu diễn trong hỡnh 2.25, chất lượng dịch vụ của một dũng lưu lượng nào đú được thực hiện bằng cỏc kỹ thuật gọi là điều khiển lưu lượng. Những kỹ thuật này bao gồm (1) Một bộ phõn loại gúi (2) Điều khiển chấp nhận kết nối (3) Một bộ lập lịch gúi và (4) Điều khiển chớnh sỏch.
Ứng dụng RSVPXử lý Bộ phõn loại lịch gúiBộ lập Điều khiển chớnh sỏch Điều khiển chấp nhận Xử lý RSVP Xử lý định tuyến Cỏc bản tin RSVP Data D at a Host Router Điều khiển chớnh sỏch Bộ phõn loại lịch gúiBộ lập Cỏc bản tin RSVP Điều khiển chấp nhận Hỡnh 2.25. Cỏc thực thể hoạt động RSVP
Bộ phõn loại xỏc định cỏc lớp QoS (và cú thể là cỏc đường đi) cho mỗi gúi, dựa trờn sự kiểm tra tiờu đề lớp vận chuyển và lớp IP. Với mỗi giao diện đầu ra, bộ lập lịch
gúi hay một cơ chế phụ thuộc lớp liờn kết dữ liệu nào khỏc sẽ đạt được giỏ trị QoS như đó cam kết. Bộ lập lịch gúi thực hiện cỏc mụ hỡnh dịch vụ QoS đó được định nghĩa bởi nhúm làm việc cỏc dịch vụ được tớch hợp (IntServ).
Trong suốt quỏ trỡnh thiết lập việc dành trước tài nguyờn, một yờu cầu QoS RSVP được chuyển tới hai modul quyết định tại chỗ là: điều khiển chấp nhận và điều khiển chớnh sỏch. Điều khiển chấp nhận xỏc định xem node cú đủ tài nguyờn để cung cấp cho dũng lưu lượng với mức QoS được yờu cầu hay khụng. Điều khiển chớnh sỏch xỏc định xem một dũng lưu lượng nào đú cú được cho phộp theo cỏc quy tắc quản lý hay khụng, chẳng hạn như cỏc địa chỉ IP nào đú được hay khụng được cho phộp dành trước băng tần; nhận dạng (ID) giao thức nào đú là được hay khụng được cho phộp dành trước băng tần…
Cỏc phiờn. RSVPxỏc định phiờn là một dũng lưu lượng với một địa chỉ đớch IP và giao thức lớp vận chuyển nào đú. Một phiờn RSVP được xỏc định bởi địa chỉ đớch IP (DestAddress), nhận dạng giao thức IP (ProtocolId), và nhận dạng cổng đớch (DestPort). Địa chỉ đớch IP của gúi dữ liệu cú thể là địa chỉ đơn hướng hay đa hướng. ProtocolId là nhận dạng giao thức IP. Tham số chức năng DestPort là một “cổng đớch đó được tổng quỏt húa”. DestPort cú thể được xỏc định bởi trường cổng đớch UDP/TCP, hay bởi một trường tương đương trong giao thức vận chuyển khỏc.
Cỏc bản tin chớnh của giao thức RSVP. RSVP yờu cẩu phia thu đưa ra cỏc tham số QoS cho dũng lưu lượng. Cỏc ứng dụng tiếp nhận dũng lưu lượng đến phải xỏc định bản ghi QoS (chứa cỏc tham số QoS) rồi chuyển tới RSVP. Sau khi phõn tớch yờu cầu này, RSVP gửi cỏc bản tin yờu cầu tới tất cả cỏc node tham gia vào việc vận chuyển dũng lưu lượng. Như được biểu diện trong hỡnh 2.26, cỏc hoạt động được bắt đầu bằng bản tin Path RSVP. Nú được sử dụng bởi phớa gửi để thiết lập một đường đi cho phiờn (dũng lưu lượng).
A B C D
Path Path Path
Reservation Reservation
Reservation
Hỡnh 2.26 cũng chỉ ra rằng cỏc bản tin Reservation được gửi bởi phớa nhận và chỳng cho phộp phớa gửi cũng như cỏc node trung gian biết cỏc yờu cầu của phớa nhận.
Đường đi của bản tin Reservation là giống với đường đi của bản tin Path, nhưng ở phương ngược lại.
Điều khiển chấp nhận và Điều khiển chớnh sỏch. Nhỡn vào hỡnh 2.25 chỳng ta thấy được quỏ trỡnh RSVP chuyển cỏc yờu cầu tới điều khiển chấp nhận và điều khiển chớnh sỏch. Nếu sự kiểm tra xảy ra một trong hai điều khiển đú khụng thành cụng, sự dành trước tài nguyờn sẽ bị huỷ bỏ và quỏ trỡnh RSVP trả lại bản tin thụng bỏo lỗi tới phớa nhận tương ứng. Nếu cả hai sự kiểm tra trong hai điều khiển này thành cụng thỡ node sẽ cho phộp bộ phõn loại gúi lựa chọn cỏc gúi dữ liệu – như được xỏc định bởi filterspec và tương tỏc với lớp liờn kết dữ liệu tương ứng để đạt được QoS mong đợi – như được xỏc định bởi
flowspec. Trong phần tới chỳng ta sẽ tỡm hiểu về filterspec và flowspec.
Bộ mụ tả dũng lưu lượng.
Một bản tin dành trước tài nguyờn RSVP đơn giản chứa một flowspec và một
filterspec; hai thành phần này kết hợp với nhau được gọi là một bộ mụ tả dũng lưu lượng. Xem hỡnh 2.27. Flowspec xỏc định tham số QoS được yờu cầu. Filterspec, cựng với cỏc tham số đặc tả dũng lưu lượng khỏc, xỏc định nờn một tập cỏc gúi dữ liệu - dũng lưu lượng để nhận được mức QoS như đó được xỏc định trong flowspec.
Xử lý RSVP Bộ phõn loại lịch gúiBộ lập Điều khiển chớnh sỏch Điều khiển chấp nhận Xử lý định tuyến Cỏc bản tin RSVP filterspec flowspec Bộ mụ tả luồng: flowspec & filterspec
Hỡnh 2.27. Bộ mụ tả lưu lượng
Flowspec thiết lập cỏc tham số ở trong bộ lập lịch gúi hay ở trong cỏc cơ chế lớp liờn kết dữ liệu khỏc và filterspec thiết lập cỏc tham số ở trong bộ phõn loại gúi. Cỏc gúi
dữ liệu được đỏnh địa chỉ cho một dũng lưu lượng nào đú nhưng khụng phự hợp với mọi
filterspec cho dũng lưu lượng (phiờn) đú được xử lý như là dũng lưu lượng của dịch vụ “nỗ lực tối đa”.
Flowspec trong bản tin yờu cầu dành trước tài nguyờn thường bao gồm một lớp dịch vụ và hai tập cỏc tham số cú tớnh chất con số: (1) Rspec (R-Reserve) dựng để xỏc định mức QoS mong muốn và (2) Tspec (T-Traffic) dựng để mụ tả dũng lưu lượng. Khuụn dạng và nội dung của cỏc Tspec và Rspec được xỏc định bởi cỏc mụ hỡnh dịch vụ được tớch hợp (xem RFC 2210).
Cỏc trường bờn trong cỏc bản tin RSVP được gọi là cỏc đối tượng. Từ khi RSVP ra đời, nhiều đối tượng đó liờn tục được bổ sung. Chỳng ta sẽ đề cập đến những đối tượng trong cỏc bản tin RSVP liờn quan đến MPLS trong phần tiếp theo.
Sự liờn quan giữa cỏc khỏi niệm trong MPLS và RSVP
Sự mở rộng của RSVP dựng để hỗ trợ MPLS trong việc thiết lập cỏc LSP bằng cỏch sử dụng hay khụng sử dụng việc đặt trước tài nguyờn. Những mở rộng này cũng dựng để tỏi định tuyến LSP, cõn bằng tải, định tuyến cưỡng bức và phỏt hiện lặp vũng. Những mở rộng này của RSVP phản ỏnh nhiều hoạt động trong LDP như đó núi ở trờn.
Cỏc host và cỏc router hỗ trợ cả RSVP và MPLS cú thể kết hợp cỏc nhón và cỏc dũng lưu lượng RSVP. Mỗi lần một LSP được thiết lập, lưu lượng đi qua đường dẫn này được xỏc định bởi giỏ trị nhón đó được gắn vào gúi tại lối vào của LSP. Tập cỏc gúi được ấn định cựng giỏ trị nhón thuộc về cựng một FEC và cũng giống như tập cỏc giỏ trị nhón ấn định cho dũng lưu lượng cho RSVP. Khi cỏc nhón được kết hợp với cỏc dũng lưu lượng, thỡ router cú thể nhận ra cỏc trạng thỏi dành trước RSVP tương ứng cho mỗi gúi, dựa trờn giỏ trị nhón của gúi.
Mụ hỡnh RSVP/MPLS sử dụng phõn bổ nhón theo yờu cầu đường xuống. Trong hỡnh 2.26, chỳng ta thấy rằng cỏc node đường lờn yờu cầu một ràng buộc nhón (A tới B, B tới C…). Một yờu cầu để ràng buộc nhón với một đường hầm LSP được khởi tạo bởi node lối vào (node A trong hỡnh 2.26), thụng qua bản tin Path RSVP, bản tin này chứa một đối tượng LABEL_REQUEST. Đối tượng này chứa cỏc giỏ trị nhón được gợi ý, cú thể bao gồm cỏc số kờnh ảo ATM và FR (nếu cần).
Cỏc nhón được chỉ định từ cỏc router đường xuống và được phõn bổ ngược trở lại đường lờn bởi cỏc bản tin Reservation. Để thực hiện mục đớch này, bản tin Reservation
RSVP được mỏ rộng với một đối tượng LABEL. Đối tượng này chứa nhón được sử dụng giữa cỏc node lõn cận. Chẳng hạn, trong hỡnh 2.26, bản tin Path giữa cỏc node B và C chứa đối tượng LABEL_REQUEST và bản tin Reservation chứa đối tượng LABEL.
Đối tượng LABEL được chốn vào bờn trong danh sỏch filterspec ngay sau
filterspec mà nú liờn quan. Sự tiếp nhận nhón cho phộp node cập nhật ILM (Ánh xạ nhón lối vào) của nú.
Định tuyến hiện. Sự mở rộng của RSVP cũng hỗ trợ định tuyến hiện, thường được biết như là định tuyến cưỡng bức trong cỏc miền MPLS. Hoạt động này được thực hiện bằng việc đặt đối tượng EXPLICIT_ROUTE vào trong bản tin Path. Trong hỡnh 2.28 cỏc node D, J, E và F được thiết lập cho LSP.
C D E F I J 192.168.20.6 Lối ra 192.168.20.10 192.168.20.9 192.168.20.5 192.168.20.4 192.168.20.3 Lối vào
Đối tượng định tuyến hiện
192.168.20.4, 192.168.20.10, 192.168.20.5, 192.168.20.6, Đối tượng phiờn 192.168.20.6
LSP
Hỡnh 2.28 Đối tượng SESSION và EXPLICIT_ROUTE
Đối tượng EXPLICIT_ROUTE chứa cỏc chặng cho cỏc LSP được định tuyền hiện. Cỏc đường đi được định tuyến hiện cú thể được cấu hỡnh bởi nhà quản trị hay được tớnh toỏn tự động bằng một thực thể phự hợp dựa trờn cỏc yờu cầu QoS và chớnh sỏch, cú tớnh cả trạng thỏi mạng hiện thời, nhưng RSVP khụng xỏc định đường đi định tuyến hiện được quyết định như thế nào. Tuy nhiờn, cỏc chặng của đường đi định tuyến hiện được nhận ra bởi (a) tiền tố địa chỉ IPv4, (b) tiền tố địa chỉ IPv6 hay (c) số của hệ thống tự
quản. Ngoài ra, định tuyến hiện cho phộp sử dụng định tuyến chặt hay lỏng. Chức năng của nú là tương tự như cỏc chức năng của định tuyển nguồn IP (việc này hiếm khi được sử dụng). Định tuyến lỏng là một tập cỏc chặng được gợi ý và định tuyến chặt là một tập cỏc chặng được yờu cầu.
Xỏc định cỏc node lối vào và cỏc node lối ra. Đối tượng SESSION, như được biểu diễn trong hỡnh 2.28 là một trường hữu ớch với cỏc nhà quản lý mạng muốn điều khiển cỏc node lối vào và cỏc node lối ra của LSP mà khụng cần phải điều khiển mỗi node từ lối vào đến lối ra. Để thực hiện chức năng này đối tượng SESSION phải chứa địa chi IP của node lối ra.
Cỏc mức độ ưu tiờn của phiờn. Một trường khỏc được định nghĩa trong RSVP mở rụng là SESSION_ATTRIBUTE. Nú được sử dụng bởi cỏc node RSVP/MPLS để nhận ra độ ưu tiờn của dũng lưu lượng (LSP trong MPLS) tương ứng với quyền được sử dụng tài nguyờn tại cỏc node đú. Ngoài ra nú cũng được sử dụng để quyết định xem một phiờn (dũng lưu lượng) nào đú cú thể được ưu tiờn hơn phiờn khỏc hay khụng.
Ngoài những mở rộng này, RSVP cún được mở rộng trong khớa cạnh kỹ thuật lưu lượng, định tuyến lại….Những chi tiết này xin phộp khụng trỡnh bày trong phạm vi đồ ỏn này.