I. Caực khaựi nieọm cụ baỷn về MPLS
1. Khaựi nieọm chung về chuyeồn mách nhaừn vaứ MPLS (MultiProtocol
Label Switching )
1.1 Chuyeồn mách nhaừn laứ gỡ?
Khaựi nieọm chuyeồn mách nhaừn thỡ raỏt ủụn giaỷn, ủeồ giaỷi thớch ta giaỷ sửỷ raống moọt lửu lửụùng ngửụứi duứng (tieỏng noựi hay email) ủửụùc chuyeồn tieỏp tửứ moọt maựy tớnh ngửụứi duứng ủeỏn maựy tớnh ngửụứi nhaọn. Trong internet truyền thoỏng (khõng sửỷ dúng chuyeồn mách nhaừn) thỡ phửụng phaựp ủeồ chuyeồn tieỏp thử naứy gioỏng nhử vieọc gửỷi thử qua ủửụứng bửu ủieọn : moọt ủũa chổ ủớch ủửụùc phãn tớch bụỷi moọt thửùc theồ chuyeồn tieỏp (nhử boọ ủũnh tuyeỏn (router) hay ngửụứi ủửa thử ủoỏi vụựi dũch vú bửu chớnh). ẹũa chổ naứy xaực ủũnh caựch maứ boọ ủũnh tuyeỏn hay ngửụứi ủửa thử chuyeồn tieỏp caực goựi dửừ lieọu hay caực thử ủeỏn ngửụứi nhaọn cuoỏi.
Chuyeồn mách nhaừn thỡ khaực, thay vỡ ủũa chổ ủớch ủửụùc sửỷ dúng ủeồ ủũnh tuyeỏn thỡ moọt soỏ (hay moọt nhaừn) ủửụùc gaựn vụựi goựi. Tửụng tửù nhử dũch vú bửu chớnh, moọt giaự trũ nhaừn ủửụùc thay theỏ cho bao thử vaứ ủửụùc sửỷ dúng ủeồ ủũnh tuyeỏn cho thử ủeỏn ủửụùc ngửụứi nhaọn. Trong máng maựy tớnh, moọt nhaừn ủửụùc ủaởt vaứo moọt maứo ủầu goựi (packet header) vaứ ủửụùc duứng nhử moọt ủũa chổ (thửụứng laứ ủũa chổ IP) vaứ nhaừn ủửụùc sửỷ dúng ủeồ ủiều khieồn lửu lửụùng ủeỏn ủớch cuỷa noự.
1.2 Tái sao phaỷi sửỷ dúng chuyeồn mách nhaừn?
a. Toỏc ủoọ cao vaứ ủoọ treĩ nhoỷ
Vieọc chuyeồn tieỏp dửùa trẽn IP truyền thoỏng thớ quaự chaọm khõng theồ ủiều khieồn moọt lửu lửụùng lụựn taỷi trong internet. Thaọm chớ vụựi caực kyừ thuaọt gia taờng chaỏt lửụùng, nhửng taỷi tróng trẽn boọ ủũnh tuyeỏn (router) vaĩn thửụứng lụựn hụn taỷi tróng maứ boọ ủũnh tuyeỏn coự theồ ủiều khieồn ủửụùc. Keỏt quaỷ laứ khaỷ naờng maỏt lửu lửụùng, maỏt keỏt noỏi vaứ quaự taỷi thửụứng xuyẽn xaỷy ra trong máng dửùa trẽn IP.
Ngửụùc vụựi ủũnh tuyeỏn IP, chuyeồn mách nhaừn cung caỏp moọt giaỷi phaựp hieọu quaỷ hụn cho vaỏn ủề naứy. Chuyeồn mách nhaừn thỡ nhanh hụn vỡ giaự trũ nhaừn ủửụùc ủaởt vaứo moọt maứo ủầu goựi ủầu vaứo. Noự ủửụùc sửỷ dúng ủeồ truy nhaọp baỷng ủũnh tuyeỏn tái boọ ủũnh tuyeỏn, nhaừn ủửụùc sửỷ dúng ủeồ thieỏt laọp chổ soỏ trong baỷng ủũnh tuyeỏn. Noự chổ ủoứi hoỷi moọt truy nhaọp ủeỏn baỷng ủũnh tuyeỏn trong khi truy nhaọp baỷng ủũnh tuyeỏn truyền thoỏng thỡ ủoứi hoỷi phaỷi vaứi ngaứn.
Keỏt quaỷ laứ lửu lửụùng ngửụứi duứng trong goựi ủửụùc gửỷi thõng qua máng nhanh hụn laứ vụựi hoát ủoọng chuyeồn tieỏp IP truyền thoỏng, qua ủoự giaỷm ủửụùc treĩ vaứ ủaựp ửựng ủửụùc thụứi gian cho sửù chuyeồn giao giửừa caực ngửụứi sửỷ dúng.
b. Giaỷm Trõi (Jitter)
Trong caực máng maựy tớnh ngoaứi toỏc ủoọ vaứ caựch ủaựp ửựng cuỷa noự nhử ủoọ treĩ coự moọt thaứnh phần khaực. ẹoự laứ treĩ bieỏn thiẽn cuỷa lửu lửụùng ngửụứi duứng sinh ra trong quaự trỡnh caực goựi ủi qua caực nuựt máng ủeồ ủeỏn ủửụùc ủớch cuỷa noự. Khi caực goựi ủi tửứ ngửụứi gửỷi ủeỏn ngửụứi nhaọn thỡ treĩ bieỏn thiẽn naứy seừ ủửụùc tớch luừy. Tái moĩi nuựt máng, ủũa chổ ủớch chửựa trong goựi tin seừ ủửụùc ủem ra vaứ so saựnh vụựi caực ủũa chổ ủớch saỹn coự trong baỷng ủũnh tuyeỏn.
Khi caực goựi tin ủi qua caực nuựt máng naứy thỡ noự seừ bũ treĩ vaứ treĩ bieỏn thiẽn. Lửụùng treĩ naứy tuứy thuoọc vaứo thụứi gian xửỷ lyự tái baỷng ủũnh tuyeỏn vaứ soỏ lửụùng goựi tin phaỷi xửỷ lyự trong moọt khoaỷng thụứi gian cho pheựp. Cuoỏi cuứng tái nuựt máng thu seừ xaỷy ra hieọn tửụùng trõi (jitter) laứ sửù tớch luừy cuỷa caực lửụùng treĩ bieỏn thiẽn tớch tú tái moĩi nuựt máng trong quaự trỡnh caực goứi tin di chuyeồn giửừa ngửụứi gửỷi vaứ ngửụứi nhaọn.
Trửụứng hụùp naứy gãy nẽn sửù khõng ủồng nhaỏt về toỏc ủoọ thoái ủầu ra ủeỏn ngửụứi nghe. Hó coự theồ phaỷi ủụùi ủeỏn vaứi giãy ủeồ coự theồ nhaọn heỏt moọt cãu khi maứ caực goựi thoái ủi qua máng.
Chuyeồn mách nhaừn seừ chuyeồn ủửa lửu lửụùng ngửụứi duứng qua máng moọt caựch nhanh choựng hụn vụựi moọt lửụùng trõi (jitter) ớt hụn so vụựi hoát ủoọng ủũnh tuyeỏn IP truyền thoỏng.
c. Khaỷ naờng mụỷ roọng
Thoái laứ moọt khớa cánh quan tróng cuỷa chuyeồn mách nhaừn vaứ vieọc xửỷ lyự lửu lửụùng ngửụứi duứng moọt caựch nhanh choựng trẽn moọt máng laứ raỏt quan tróng. Nhửng caực dũch vú ủoứi hoỷi toỏc ủoọ khõng phaỷi laứ taỏt caỷ nhửừng gỡ maứ chuyeồn mách nhaừn coự theồ cung caỏp. Noự cuừng coự khaỷ naờng mụỷ roọng ủeồ ủaựp ửựng moọt lửụùng ngửụứi duứng lụựn vaứ ngaứy caứng gia taờng. Moĩi ngaứy coự haứng ngaứn ngửụứi duứng mụựi ủaờng kớ trẽn Internet. Haừy tửụỷng tửụùng nhieọm vú cuỷa cuỷa boọ ủũnh tuyeỏn neỏu noự phaỷi giaựm saựt toaứn boọ lửụùng ngửụứi duứng naứy. Chuyeồn mách nhaừn ủaừ ủửa ra caực giaỷi phaựp cho caực máng dieọn roọng vaứ phaựt trieồn nhanh choựng naứy baống caựch cho pheựp moọt soỏ lửụùng lụựn caực ủũa chổ IP liẽn keỏt vụựi moọt hoaởc moọt soỏ ớt caực nhaừn. ẹiều naứy laứm giaỷm hụn nửừa kớch thửụực cuỷa caực baỷng ủũa chổ (hay nhaừn) vaứ moọt boọ ủũnh tuyeỏn coự theồ ủaựp ửựng ủửụùc cho nhiều ngửụứi duứng hụn.
d. ẹụn giaỷn
Moọt ửu ủieồm nửừa cuỷa chuyeồn mách nhaừn chớnh laứ sửù ủụn giaỷn thõng qua sửù chuyeồn tieỏp caực goựi dửùa trẽn nhaừn cuỷa noự.
Nhiều phửụng phaựp ủửụùc sửỷ dúng ủeồ thieỏt laọp vieọc keỏt noỏi moọt nhaừn vụựi lửu lửụùng ngửụứi duứng. Nhửng sau khi keỏt noỏi naứy ủửụùc thửùc hieọn thỡ hoát ủoọng chuyeồn mách nhaừn nhaốm chuyeồn tieỏp lửu lửụùng khaự ủụn giaỷn. Noự coự theồ ủửụùc thửùc hieọn baống phần mềm, baống caực mách tớch hụùp ửựng dúng ủaởc bieọt (ASICs) hay baống caực vi xửỷ lyự chuyẽn dúng.
e. Tiẽu toỏn ớt taứi nguyẽn
Caực cụ cheỏ ủiều khieồn ủeồ thieỏt laọp nhaừn phaỷi khõng ủửụùc trụỷ thaứnh gaựnh naởng cho máng tửực laứ noự phaỷi khõng ủửụùc tiẽu toỏn quaự nhiều taứi nguyẽn. May maộn thay chuyeồn mách nhaừn khõng ủoứi hoỷi quaự nhiều taứi nguyẽn máng ủeồ thieỏt laọp caực ủửụứng chuyeồn mách nhaừn LSP cho lửu lửụùng ngửụứi duứng.
f. ẹiều khieồn tuyeỏn baống ủửụứng chuyeồn tieỏp
Vieọc ủũnh tuyeỏn trẽn internet ủửụùc thửùc hieọn baống caựch sửỷ dúng ủũa chổ ủớch IP ( hay trong máng LAN sửỷ dúng ủũa chổ MAC ủớch ). Cuừng coự nhiều saỷn phaồm coự khaỷ naờng sửỷ dúng caực thõng tin khaực nhử: soỏ coồng vaứ trửụứng loái dũch vú TOS (Type Of Service) IP nhử moọt phần cuỷa sửù ủũnh tuyeỏn. Nhửng vieọc ủũnh tuyeỏn ủớch (ủũa chổ IP ủớch) laứ moọt phửụng phaựp ủũnh tuyeỏn thõng dúng.
Vieọc ủũnh tuyeỏn ủớch khõng phaỷi luõn luõn hoát ủoọng hieọu quaỷ. ẹeồ hieồu roừ ta xeựt vớ dú sau :
Hỡnh f.1. ẹũnh tuyeỏn ủớch
Boọ ủũnh tuyeỏn R1 nhaọn lửu lửụùng tửứ caực boọ ủũnh tuyeỏn R2 vaứ R3. Neỏu ủũa chổ ủớch IP trong datagram IP ủeỏn laứ moọt ủũa chổ coự trong boọ ủũnh tuyeỏn R6 thỡ baỷng ủũnh tuyeỏn tái R1 seừ chuyeồn tieỏp lửu lửụùng trửùc tieỏp ủeỏn caỷ hai boọ ủũnh tuyeỏn R4 vaứ R5.
Chuyeồn mách nhaừn cho pheựp caực tuyeỏn thõng qua máng ủeồ coự theồ ủiều khieồn toỏt hụn. Vớ dú moọt goựi gaựn nhaừn ủửụùc baột nguồn tửứ boọ ủũnh tuyeỏn R2 coự theồ ủửụùc daứnh cho moọt ủũa chổ tái boọ ủũnh tuyeỏn R6, tửụng tửù cho goựi coự gaựn nhaừn baột nguồn tửứ R3. Tuy nhiẽn caực giaự trũ nhaừn khaực nhau cuỷa caực goựi coự theồ chổ thũ cho R1 moọt goựi gaựn nhaừn ủeỏn R4 vaứ moọt goựi vụựi moọt giaự trũ nhaừn khaực ủeỏn R5.
Khaựi nieọm naứy cung caỏp moọt cõng cú ủeồ thieỏt laọp caực nuựt máng vaứ caực keỏt noỏi giuựp cho lửu lửụùng hoát ủoọng hieọu quaỷ hụn cuừng nhử ủửa ra caực lụựp lửu lửụùng naứo ủoự ( dửùa vaứo nhu cầu về QoS ) ửựng vụựi caực mửực khaực nhau cuỷa dũch vú. ẹửụứng keỏt noỏi giửừa R1 vụựi R4 vaứ R1 vụựi R5 lần lửụùt laứ DS3 vaứ SONET. Neỏu ửựng dúng
SO NET R1 R6 R5 R4 R3 R2 DS 3
ngửụứi duứng naứo cần nhiều baờng tần hụn thỡ nhaừn coự theồ chổ thũ cho boọ ủũnh tuyeỏn ủaởt lửu lửụùng trẽn ủửụứng keỏt noỏi SONET thay vỡ ủửụứng DS3.
g. ẹiều khieồn tuyeỏn sửỷ dúng IP
Nhử ủaừ trỡnh baứy, ta coự theồ sửỷ dúng trửụứng TOS (Type of Service) vaứ caực bit ửu tiẽn trong trửụứng naứy ủeồ giaỷi quyeỏt moọt soỏ vaỏn ủề liẽn quan ủeỏn vieọc dũnh tuyeỏn ủớch. Tuy nhiẽn, caực bit ửu tiẽn coự theồ ủửụùc sửỷ dúng trong máng naứy nhửng lái khõng ủửụùc sửỷ dúng trong máng khaực. Maởc duứ ủaừ coự nhửừng ủũnh nghúa chuaồn ủửụùc sửỷ dúng (vớ dú nhử RFC 791), moọt boọ ủũnh tuyeỏn coự theồ boỷ ủi caực bit khõng sửỷ dúng ủeỏn hay coự theồ thay ủoồi chuựng. Cuừng theỏ, moọt boọ ủũnh tuyeỏn coự theồ xem xeựt chuựng hay boỷ qua chuựng. Ta coự theồ ủiều chổnh caực bit naứy cho toaứn boọ lửu lửụùng ủửụùc ủửa vaứo máng cuỷa ta tửứ moọt máng naứo ủoự. Baống caựch ủiều chổnh giaự trũ ửu tiẽn, ta coự theồ ủaỷm baỷo raống nhửừng ngửụứi duứng ủaởt nhửừng bit naứy cho nhửừng hoát ủoọng ủaởc bieọt ( dũch vú toỏt hụn ) seừ khõng nhaọn ủửụùc dũch vú naứy ụỷ caực khaựch haứng trong máng noọi boọ cuỷa ta.
1.3 Khaựi nieọm vaứ Vũ trớ cuỷa MPLS
Giao thửực MPLS ủửụùc toồ chửực IETF ( Internet Engineering Task Force) ủửa ra vụựi tẽn laứ RFC 3031.
MPLS laứ kyừ thuaọt chuyeồn tieỏp vaứ hoaựn ủoồi nhaừn. Noự tớch hụùp vieọc hoaựn ủoồi nhaừn vụựi vieọc ủũnh tuyeỏn lụựp máng. Vieọc chuyeồn ủoồi nhaừn coự nghúa laứ sửù thay ủoồi giaự trũ nhaừn trong maứo ủầu goựi khi goựi tin di chuyeồn tửứ nuựt máng naứy sang nuựt máng khaực.
Ý tửụỷng về MPLS giuựp phaựt trieồn vieọc ủũnh tuyeỏn lụựp máng vaứ khaỷ naờng cuỷa lụựp máng. Hụn nửừa, noự linh hoát hụn trong vieọc chuyeồn giao cuỷa caực dũch vú ủũnh tuyeỏn baống caựch cho pheựp thẽm vaứo caực dũch vú ủũnh tuyeỏn mụựi maứ khõng cần phaỷi thay ủoồi mõ hỡnh chuyeồn tieỏp.
MPLS sửỷ dúng moọt khaựi nieọm gói laứ lụựp chuyeồn tieỏp tửụng ủửụng FEC (Forwarding Equivalence Class). Dửùa trẽn FEC, moọt nhaừn ủửụùc trao ủoồi giửừa caực boọ ủũnh tuyeỏn chuyeồn mách nhaừn LSR lãn caọn tửứ ủầu vaứo ủeỏn ủầu ra cuỷa miền ủũnh tuyeỏn. Nhaừn sau ủoự ủửụùc sửỷ dúng ủeồ truyền ủửa lửu lửụùng thõng qua máng.
MPLS khõng hán cheỏ baỏt kyứ moọt cõng ngheọ lụựp liẽn keỏt naứo nhử ATM hay Frame Relay. Múc ủớch chớnh laứ liẽn keỏt máng trửùc tieỏp MPLS vụựi ATM. Tuy nhiẽn, trong tửụng lai MPLS seừ hoát ủoọng moọt caựch trửùc tieỏp vụựi IP trẽn lụựp vaọt lyự maứ khõng sửỷ dúng ủeỏn ATM nửừa.
Ngoaứi ra MPLS khõng ủoứi hoỷi phaỷi coự moọt giao thửực phãn phoỏi nhaừn ủaởc bieọt maứ chổ cần sửù thoỏng nhaỏt giửừa caực LSR lãn caọn.
1.4 Caực thuoọc tớnh cụ baỷn cuỷa MPLS
• Hoĩ trụù caực luồng vaứ caực nhaừn.
• Hoĩ trụù ủũnh tuyeỏn nguồn.
• Thớch hụùp vụựi caực giao thửực OSPF vaứ BGP.
• Duứng caực nhaừn vụựi sửù thoỏng nhaỏt giửừa caực nuựt keỏ caọn.
• Sửỷ dúng khaựi nieọm dũch vú biẽn.
• Tửứ chớnh caực nhaừn coự theồ ủửa ra chaỏt lửụùng dũch vú QoS.