GMPLS
Hỡnh 4.1: Mụ hỡnh phỏt triển kiến trỳc của mạng truyền tải
Trờn hỡnh 4.1 gồm cú 4 kiểu kiến trỳc cơ bản, (a) chỉra trường hợp thụng dụng nhất nhưng cú nhiều ngăn xếp phức tạp nhất, nú gộp hầu hết cỏc giao thức truyền tải chớnh trong miền viễn thụng. (b) chỉ ra kiến trỳc IP/MPLS thay vỡ truyền tải trờn lớp ATM và (c) là sự cải thiện của lớp cỏp quang cho phộp lưu lượng IP truyền thẳng qua mạng quang ghộp bước súng WDM. Hỡnh 4.1.(d) là xu hướng phỏt triển trong tương lai với cụng nghệ chuyển mạch quang kết hợp với cỏc khối ghộp kờnh quang chia thời gian hỡnh thành mạng toàn quang, điều này trở thành khả thi khi một số nhược điểm hiện nay về mặt kỹ thuật được khắc phục như tốc độ tỡm kiếm tuyến và giải phỏp xửlý đệm cho cỏc luồng lưu lượng, v..v. Trờn hỡnh trờn đó chỉ rừ xu hướng phỏt triển của mạng truyền tải nhằm đảm bảo cỏc mục tiờu giảm giỏ thành, đơn giản hệ thống và tăng khả năng hệ thống. Đú chớnh là xu hướng phỏt triển của cỏc giải phỏp cụng nghệ chuyển mạch ghộp hợp hiện nay.
4.1.3 Cụng nghệ MPLS/GMPLS
Cụng nghệ chuyển mạch nhón đa giao thức MPLS (MultiProtocol Label Switching) là kết quả phỏt triển của cụng nghệ chuyển mạch IP sử dụng cơ chế hoỏn đổi nhón như ATM để tăng tốc độ truyền gúi tin mà khụng cần thay đổi cỏc giao thức định tuyến IP. Quyết định chuyển tiếp dựa trờn nhón và cơ chế định tuyến mềm dẻo là những ưu điểm nổi trội của cụng nghệ MPLS. Trong MPLS, việc truyền dữ liệu thực hiện theo cỏc đường chuyển mạch nhón LSP (Label Switch Path). Cỏc đường chuyển mạch nhón chứa dóy nhón tại tất cả cỏc nỳt dọc theo tuyến từ nguồn tới đớch. LSP được thiết lập trước khi truyền dữ liệu hoặc trong khi phỏt hiện một luồng dữ liệu nào đú. Cỏc nhón được phõn phối bằng việc sử dụng giao thức phõn phối nhón LDP (Label Distribution Protocol) hoặc giao thức dành trước tài nguyờn RSVP (Resource Reservation
100
Protocol) trờn cỏc giao thức định tuyến như giao thức trong IP (BGP, OSPF). Mỗi gúi dữ liệu được đúng gúi và mang cỏc nhón trong thời gian di chuyển từ nguồn tới đớch. Chuyển mạch dữ liệu tốc độ cao hoàn toàn cú thể thực hiện dựa theo phương phỏp này, vỡ cỏc nhón cú độ dài cố định được chốn vào phần đầu của gúi hoặc tế bào và cú thể được sử dụng bởi phần cứng để chuyển mạch nhanh cỏc gúi giữa cỏc liờn kết. Một số đặc tớnh cơ bản của MPLS được liệt kờ dưới đõy.
Kỹ thuật lưu lượng: Cung cấp khả năng thiết lập đường truyền mà lưu lượng sẽ truyền qua mạng và khả năng thiết lập cỏc chất lượng cho cỏc lớp dịch vụ CoS và chất lượng dịch vụ QoS khỏc nhau. MPLS là sự phỏt triển chớnh trong cỏc cụng nghệ Internet mà hỗ trợ việc bổ sung một số khả năng thiết yếu cho mạng hạ tầng mạng IP.
Cung cấp dịch vụ IP dựa trờn cỏc mạng riờng ảo (VPN-Vitual Private Network):
Thụng qua mạng MPLS, cỏc nhà cung cấp dịch vụ cú thể tạo cỏc đường hầm IP đi qua mạng trong suốt đối với dịch vụ người sử dụng.
Loại bỏ cấu hỡnh đa lớp: Sự phỏt triển của cỏc cụng nghệ và dịch vụ trờn nền IP đó tạo ra rất nhiều cỏc mụ hỡnh chồng lấn. MPLS là một giải phỏp thay thế cho mụ hỡnh chồng lấn IP trờn nền ATM cũng như cỏc hạ tầng lớp 2 khỏc. Loại bỏ cấu hỡnh đa lớp đồng nghĩa với việc đơn giản húa quản lý mạng và giảm độ phức tạp của mạng.
Tuyến hiện: Một đặc điểm nổi trội của MPLS là cho phộp thiết lập cỏc đường định tuyến tường minh về đường đi trờn mạng. Cỏc đường chuyển mạch nhón được hỗ trợ tuyến hiện cho phộp quản lý và đảm bảo được chất lượng dịch vụ cho cỏc luồng lưu lượng. Cỏc đường hầm lưu lượng được tạo ra trờn mạng MPLS là trong suốt đối với cỏc lưu lượng truyền tải do cỏc LSR chỉ quan tõm tới nhón gỏn vào luồng lưu lượng.
Hỗ trợ đa liờn kết và đa giao thức: Thành phần chuyển tiếp chuyển mạch nhón khụng mặc định với bất kỳ một một lớp nào. Được coi là lớp trung gian giữa lớp 2 và lớp 3 (lớp 2,5), MPLS cú thể sử dụng trờn bất kỳ cụng nghệ liờn kết dữ liệu lớp 2 nào và cũng như hỗ trợ tất cả cỏc giao thức lớp mạng .
Cụng nghệ chuyển mạch nhón đa giao thức tổng quỏt GMPLS (Generalized Multiprotocol Labed Switching là bước phỏt triển theo của cụng nghệ chuyển mạch nhón đa giao thức MPLS. GMPLS thực chất là sự mở rộng chức năng điều khiển của mạng MPLS, nú cho phộp kiến tạo mặt phẳng điểu khiển quản lý thống nhất khụng chỉ ở lớp mạng mà cũn thực hiện đối với cỏc lớp ứng dụng, truyền dẫn và lớp vật lý. Việc kiến tạo một mặt phẳng điều khiển thống nhất đối với cỏc lớp mạng hứa hẹn khả năng tạo ra một mạng đơn giản về điều hành và quản lý, cho phộp cung cấp cỏc kết nối từ đầu cuối tới đầu, quản lý tài nguyờn mạng một cỏch hoàn toàn tự động và cung cấp cỏc mức chất lượng dịch vụ (QoS) khỏc nhau cỏc ứng dụng trờn mạng.
101
Xu hướng phỏt triển mạnh mẽ việc xõy dựng cỏc hệ thống truyền tải quang trong cơ sở hạ tầng mạng viễn thụng đang diễn ra. Để đỏp ứng được nhu cầu băng thụng cho cỏc ứng dụng dịch vụ thỡ mạng truyền tải chủ yếu sẽ là cỏc hệ thống truyền dẫn trờn sợi quang với cỏc thiết bị ghộp tỏch luồng ADM, thiết bị ghộp bước súng quang WDM, thiết bị đấu chộo luồng quang OXC... Sự đa dạng và phức tạp trong quản lý cỏc phần tử mạng tại cỏc phõn lớp mạng khỏc nhau là nhõn tố cơ bản thuc đẩy việc nghiờn cứu cải tiến bộ giao thức MPLS thành GMPLS khụng ngoài mục đớch thống nhất quản lý giữa cỏc thực thể mạng khụng chỉ ở phương thức chuyển mạch gúi mà MPLS đó thực hiện mà cũn cả trong lĩnh vực chuyển mạch thời gian, khụng gian quản lý. GMPLS cũn mở rộng chức năng hỗ trợ giao thức IP để điều khiển thiết lập hoặc giải phúng cỏc đường chuyển mạch nhón LSP cho mạng hỗn hợp bao gồm cả chuyển mạch gúi, chuyển mạch kờnh, mạng quang.
Một trong những yếu tố nổi bật của GMPLS đú là nú cú chức năng tự động quản lý tài nguyờn mạng và cung ứng kết nối truyền tải lưu lượng khỏch hàng từ đầu cuối tới đầu. Việc cung ứng kết nối cho khỏch hàng theo kiểu truyền thống như đối với mạng truyền tải Ring SDH cú đặc điểm là mang tớnh nhõn cụng, thời gian đỏp ứng dài và chi phớ kết nối cao. Để thiết lập được kết nối từ đầu cuối đến đầu cuối theo phương thức nhõn cụng núi ở trờn người ta cần phải xỏc định cỏc vũng ring SDH nào trong mạng mà đường kết nối đú đi qua, dung lượng cũn lại của vũng ring đú cũn đủ khả năng phục vụ khụng, nờu như chưa đủ thi cần phải tỡm đường vu hồi qua vũng ring nào khỏc? Sau khi xỏc định được đường kết nối người ta phải thụng bỏo cho toàn bộ cỏc nỳt mạng thuộc cỏc vũng ring để thực hiện cỏc thiết lập luồng hoặc đấu chuyển nhõn cụng trong cỏc vũng ring, cụng việc này đũi hỏi rất nhiều nhõn cụng và tốn rất nhiều thời gian trao đổi thụng tin nghiệp vụ. Cụng nghệ GMPLS cho phộp cỏc nỳt mạng tự động cung cấp cỏc kết nối theo yờu cầu do vậy giỏ thành chi phớ cung cấp kết nối cũng như giỏ thành quản lý bảo dưỡng giảm đi rất nhiều, thời gian cung ứng kết nối cung cấp dịch vụ giảm đi rất nhiều so với phương phỏp truyền thống (tớnh theo giờ hoặc phỳt so với tuần hoặc thỏng của phương thức nhõn cụng truyền thống). Cỏc chức năng của GMPLS được mụ tả trong bảng 4.1 dưới đõy. .
Bảng 4.1: Chức năng thực hiện trong GMPLS
Vựng chuyển mạch Kiểu lưu lượng Lược đồ
chuyển tiếp Thiết bị vớ dụ Ký hiệu
Gúi, tế bào IP, ATM Nhón, kết nối kờnh ảo. Bộ định tuyến IP, chuyển mạch ATM Chuyển mạch gúi (PSC)
102
Thời gian TDM/SONET Khe thời gian
Hệ thống đấu núi chộo (DCS), ADM
Chuyển mạch TDM
Bước súng Trong suốt Lambda DWDM Chuyển mạch lambda (LSC) Vật lý
Transparent Fiber, line OXC Chuyển mạch sợi quang (FSC)
Một trong những điểm hấp dẫn nhất của GMPLS đú là sự thống nhất về giao thức điều khiển để thực hiện thiết lập, duy trỡ và quản lý kỹ thuật lưu lượng theo đường xỏc định từđiểm đầu đến điểm cuối một cỏch cú hiệu quả.
Để cú thể hỗ trợ cỏc thiết bị chuyển mạch trong cỏc miền khỏc nhau, GMPLS đưa vào nhưng bổ sung mới cho khuụn dạng của cỏc nhón. Khuụn dạng nhón mới gọi là “nhón
tổng quỏt”, nú chứa thụng tin cho phộp cỏc thiết bị thu lập chương trỡnh chuyển mạch và chuyển tiếp dữ liệu bất kể cấu trỳc của nú (gúi, TDM, Lambda …..). Nhón tổng quỏt cú thể biểu diễn cho một bước súng đơn, một sợi quang hoặc một khe thời gian. Nú cũng thể hiện cỏc nhón MPLS truyền thống, vớ dụnhư ATM, VCC hoặc shim IP. Thụng tin được gắn vào nhón tổng quỏt gồm:
1. Kiểu mó hoỏ LSP mà thể hiện loại nhón đang được mang (gúi, bước súng SONET…).
2. Loại chuyển mạch thể hiện nỳt cú khảnăng chuyển mạch hoặc gúi, khe thời gian, bước súng hoặc sợi quang.
3. Bộ nhận dạng tải trọng chung để thể hiện loại tải đang được mang bởi LSP (vớ dụnhư nhỏnh ảo VT, DS-3, ATM, Ethernet, …..)
Giống như MPLS, sự phõn bổ nhón bắt đầu từ LSR phớa trước yờu cầu một nhón từ LSR phớa sau. GMPLS thực hiện điều này tốt hơn bằng việc cho phộp LSR phớa trước đề nghị nhón cho LSP mà cú thểđược ưu tiờn bởi LSR phớa sau. Cuộc cỏch mạng của MPLS sang GMPLS đó mở rộng cỏc giao thức bỏo hiệu (RSVP- TE, CR – LDP) và cỏc giao thức định tuyến (OSPF-TE, IS-IS-TE) để thớch nghi với những đặc tớnh của TDM/SONET và cỏc mạng quang. Thờm vào đú, GMPLS được bổ sung giao thức quản lý liờn kết LMP (Link Management Protocol) để quản lý và bảo trỡ hoạt động mặt phẳng và dữ liệu, điều khiển giữa hai nỳt lõn cận.
103