Một “cơ chế định tuyến đường dẫn ngắn nhất của Internet” được dựa trờn việc thừa nhận rằng cấu hỡnh mạng là ớt khi cố định và phải tỡm kiếm một cỏch linh động. Trong một số mạng thực tế mỗi router cú thể cú nhiều hơn một giao diện đầu ra mà qua đú nú cú thể gửi gúi. Nhiệm vụ của giao thức định tuyến là thiết lập một giao diện đơn qua đú gúi phải được gửi đi. Để làm cho việc tớnh toỏn dễ dàng hơn việc lựa chọn giao diện phự hợp chủ yếu được đưa đến một thuật toỏn sử dụng duy nhất, một phộp đo đơn để xỏc định đường dẫn ngắn nhất.
Tuy nhiờn hai vấn đề nổi cộm đó xuất hiện với tiếp cận này khi tiến tới QoS cung cấp. Điều đỏng bàn luận đầu tiờn là một phộp đo đơn cú thể khụng thớch hợp cho tất cả mọi lưu lượng nằm trờn vựng đặc biệt của mạng. Điều thứ hai là mụ hỡnh chuyển tiếp dựa trờn cơ sở đớch tự gõy khú khăn hơn trong việc bắt buộc tập con của lưu lượng khả dụng đi vào cỏc đường dẫn ngắn nhất sau khi lựa chọn qua một vài đồ hỡnh (topology) mạng cho trước.
Định tuyến trờn cơ sở QoS
Giao thức định tuyến trờn cơ sở QoS cố gắng tạo nhiều phộp đo vào tài nguyờn khi xõy dựng bảng chuyển tiếp của mạng. Một thụng số cú thể được xem là một loại giỏ trị và mỗi kết nối (chặng) cú một giỏ trị tương ứng. Giao thức định tuyến nỗ lực tỡm kiếm những đường dẫn với tổng giỏ trị của tất cả cỏc kết nối từ nguồn đến đớch cú thể là nhỏ nhất. Tuy nhiờn giỏ trị này khụng thể là đại diện cần thiết cho tất cả cỏc loại lưu lượng. Phải chăng nú đại diện cho trễ của đường liờn kết, băng thụng, khả năng mất gúi hoặc cú thể là chi phớ hiện tại cho việc gởi gúi qua đường liờn kết đú. Chọn lựa một trong số đú chỳng ta sẽ cú một số lựa chọn phự hợp.
Chẳng hạn, một mạng xem trễ là một thụng số. Đường dẫn ngắn nhất lỳc này phự hợp với cỏc ứng dụng cú yờu cầu thời gian thực chặt chẽ, nhưng chỳng khụng đơn lẻ. Mạng cũng hoàn toàn cú thể được sử dụng cỏc ứng dụng dữ liệu bựng nổ truyền thống mà sự quan tõm tới nú ớt hơn là trễ. Lưu lượng từ cỏc ứng dụng khỏc này cũng đi theo cỏc đường dẫn ngắn nhất với trễ nhỏ nhất, thờm tải trọng vào cỏc router nỗ lực tối đa dọc theo đường dẫn. Một tỏc động khụng thuận lợi là lưu lượng bựng nổ chiếm cựng khụng gian hàng đợi được sử dụng bởi lưu lượng thời gian thực, sự tăng lờn của jitter và trễ trung bỡnh bởi tất cả cỏc lưu lượng qua cỏc router.Cỏch tiếp cận này cũng gõy ảnh hưởng đến sự chớnh xỏc của giỏ trị trễ mà giao thức định tuyến sử dụng để quyết định đường dẫn ngắn nhất.
Định tuyến trờn cơ sở QoS tạo nhiều cõy đường dẫn ngắn nhất bao gồm đồ hỡnh hiện thời của cỏc router và cỏc đường liờn kết với mỗi cõy sử dụng một tổ hợp tham số khỏc nhau như đơn vị kết nối. Mục tiờu là giảm thiểu sự cựng tồn tại khụng cần thiết trong router của lưu lượng với yờu cầu QoS mở rộng khỏc. Cỏc gúi với yờu cầu trễ nghiờm ngặt sau đú được chuyển tiếp bằng cỏch sử dụng cõy được xõy dựng với trễ như là một thụng số. Cỏc gúi khụng yờu cầu thời gian thực cú thể xõy dựng cõy theo kiểu khỏc ( chẳng hạn như giảm giỏ trị cuối cựng của đường dẫn tới mức cực tiểu).
Điều khiển đường dẫn tường minh
Cỏc cấu hỡnh nội bộ của nhiều mạng như vậy thỡ sẽ cú nhiều đường dẫn để cú thể đến hầu hết cỏc điểm.Hạn chế chủ yếu của chuyển tiếp IP quy ước là cõy đường dẫn ngắn nhất (thụng số đơn) chỉ sử dụng một đường dẫn cú khả năng chuyển tiếp một số đớch cho trước. Khả năng giới hạn cú thể xuất hiện của mạng cung cấp đầy đủ dịch vụ.
Sau khi tải trọng trung bỡnh trờn cỏc router điểm núng tăng lờn thỡ khả năng mất gúi ngẫu nhiờn và jitter cũng tăng lờn. Mặc dự với nhận xột rằng hầu như đối với cỏc mạng chứa cỏc router nỗ lực tối đa, nú cũng đỳng (dự cấp thấp hơn) khi mạng bao gồm cỏc router nhiều hàng đợi. Để chống lại vấn đề này, một nhà quản lý cú hai sự lựa chọn:
- Nõng cấp router và đường kết nối để hoạt động nhanh hơn.
- Sử dụng cơ chế chuyển tiếp gúi truyền thống cho phộp lưu lượng tỏch cỏc đường dẫn khỏc (một vài đường dẫn cú thể chỉ ngắn bằng hay dài hơn đường dẫn tốt nhất tuỳ theo thụng số chiếm ưu thế).
Khi mạng được xõy dựng từ cụng nghệ băng thụng ở giữa thấp và rẻ tiền thỡ phương cỏch cũ là hoàn toỏn phự hợp. Trong đú lưu lượng tăng lờn vượt quỏ cụng nghệ được triển khai và một cụng nghệ tiếp theo dễ dàng triển khai (vớ dụ một mụi trường Ethernet 10 Mbps trong đú cập nhật tới giải phỏp 100 Mbps hay 1 Gbsp là khả dụng).
Mạng IP backbone khả năng thực hiện cao khi cú vấn đề xảy ra cỏc router thường xuyờn đẩy mạnh sự hỗi trợ để chịu được giao diện tốc độ OC - 12 và OC - 48, và tải cung cấp cỏc mạch qua vật mang truyền thống ngày nay cho một vấn đề quan trọng. Sự lựa chọn ưa dựng hơn để xõy dựng khả năng tương đương sơ đồ IP đầy đủ trong router tương đương và đường kết nối tốc độ thấp mà toàn bộ tải trọng cú thể phõn phối. Định tuyến ưu tiờn theo đường dẫn ngắn nhất, thờm vào đú là sử dụng tốt nhất cơ cấu của router và kờt nối thường được tham khảo như là một kĩ thuật truyền tải. Hỡnh 3.8 là một vớ dụ đơn giản.
Hỡnh 3.8: Định tuyến cho cõn bằng tải trọng
Cỏc mạng truy nhập A1 và A2 cú hai nguồn lưu lượng truyền tới đớch D, chỳng thực hiện thụng qua mạng truy nhập A3. A3 cú hai điểm kết nối vào mạng backbone thụng qua R5 và R6. Quy định chuyển tiếp IP sẽ dẫn cỏc gúi từ A1 và A2 tới hội tụ vào cựng 1 đường chuyển tiếp tại router nội bộ/lừi R3 và được chuyển tiếp tới R6 (bởi vỡ đường dẫn này ngắn hơn R3 -> R4 -> R5).Một cỏch rất tốt để giảm tải trọng trung bỡnh trờn R6 là bắt buộc phần tải trọng (chẳng hạn cỏc gúi đến từ mạng A1) đi theo đường R3 -> R4 -> R5.Người điều hành mạng cú thể cựng muốn ưu tiờn đường dẫn ngắn nhất chuyển tiếp vỡ lớ do kiểm soỏt .
Kĩ thuật truyền tải thụng qua điều khiển đường dẫn cụ thể là một phần quan trọng của giải phỏp cung cấp QoS, mặc dự tỏc động cơ bản là trờn toàn bộ khả năng của mạng hơn là tỏc động trực tiếp trờn đầu cuối người sử dụng. Sự tiếp cận này cũng xuất hiện một cõu hỏi định tuyến là cú loại bỏ thụng tin được cung cấp bởi giao thức định tuyến IP đang tồn tại. Nhà điều hành mạng cần đỏp ứng một nguồn thụng tin bờn ngoài để điều khiển kĩ thuật truyền tải định tuyến trong mạng của họ.
Điều khiển đường đẫn cụ thể cú thể đạt được bằng một số cỏch, hoặc là trỏnh hoặc thay đổi quyết định chuyển tiếp trờn cơ sở đớch quy ước của mọi router. Cỏc phương phỏp khả dụng tại mức IP thờm vào là:
Cỏc tuỳ chọn định tuyến nguồn chặt và lỏng.
Bảng chuyển tiếp với việc tỡm kiếm trờn địa chỉ đớch và cỏc trường khỏc trong tiờu đề gúi tin IP.
Chuyển mạch nhón đa giao thức MPLS.
Phương phỏp tuỳ chọn: Về nguyờn lý, một gúi tin IP cú thể cú trường tiờu đề tuỳ chọn
được thờm vào để chỉ rừ trỡnh tự cỏc router mà gúi đó đi qua trờn đường tới đớch. Tuy nhiờn hầu hết cỏc router khụng cú khả năng xử lý cỏc gúi mang trường tiờu đề tuỳ chọn. Cỏc gúi cú tiờu đề tuỳ chọn được xử lý trong một “đường dẫn chậm” trong mạng - tạo ra sự lựa chọn khụng phự hợp nếu điều khiến QoS nhất quỏn như mong muốn.
Bảng chuyển tiếp: Một phương phỏp khả thi hơn cho bảng chuyển tiếp được xõy dựng
với sự cõn nhắc khụng chỉ cho nơi mà gúi sẽ đi qua mà cũn cho những nơi mà gúi sẽ đến. Với cỏch này nú trở nờn cú khả năng trả về thụng tin chặng kế tiếp theo cho cựng địa chỉ đớch bằng cỏch đưa địa chỉ nguồn vào tài khoản. Tuy nhiờn cụng việc tiếp cận này chỉ làm việc cho thiết lập cỏc đồ hỡnh rất miễn cưỡng và cỏc biến cố trong tương lai của kĩ thuật truyền dẫn. Nhược điểm của nú là tốn kộm khụng gian nhớ trong bảng chuyển tiếp.
Kĩ thuật truyền dẫn với đường hầm IP: IP ỏp đặt mụ hỡnh truyền tải mong muốn thụng qua việc sử dụng cỏc đường kết nối logic. Một gúi tin IP tạo đường hầm bằng cỏch đặt nú vào tải trọng của gúi IP khỏc (việc xuyờn hầm gúi được biểu diễn trờn hỡnh 3.9), và sau đú được truyền dẫn tới điểm cuối hầm mong muốn. Khi việc xuyờn hầm gúi tới đớch của nú thỡ điểm cuối đường hầm rỳt cỏc gúi ra và chuyển nú đi như là nú đến qua một giao diện phự hợp.
Hỡnh 3.10:Kỹ thuật đường hầm trong IP
Lấy mạng trong hỡnh 3.8 làm vớ dụ, R1 sẽ là cấu hỡnh để đúng gúi lưu lượng cho D bờn trong đường hầm cỏc gúi tin được đỏnh địa chỉ tới R6. Hỡnh 3.10 biểu diễn sơ đồ cú hiệu quả được rỳt ra từ sự sắp xếp này. Hỡnh 3.10 Kĩ thuật truyền tải với đường hầm IP- IP. Một số vấn đề cũn tồn tại trong giải phỏp này là:
Cỏc router khụng cần thiết phải thực hiện việc đúng gúi và mở gúi tunneling trong “đường dẫn nhanh” của chỳng - điều này cú thể là cỏch thực hiện chủ yếu tại cỏc điểm cuối đường hầm.
Sự đúng gúi tunneling (giới thiệu trong hỡnh 3.9) thờm vào mỗi đầu gúi, việc giảm MTU cú thể được cung cấp bởi kết nối ảo miờu tả bởi đường hầm nếu sự phõn mảnh trong đường hầm được trỏnh đi.
Kĩ thuật truyền tải cú hiệu quả thỡ rất thụ - một đường hầm IP-IP chỉ cho phộp điều khiển qua đớch cuối cựng của gúi tin được tạo hầm (quyền vào ra router R5, R6 trong vớ dụ). Gúi tin tunneling tạo đường dẫn ngắn nhất qua mạng backbone tới R5 hoặc R6 thớch hợp. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Kĩ thuật truyền dẫn với đường dẫn chuyển mạch nhón: Chuyển mạch nhón đa giao
thức (MPLS) được miờu tả chi tiết trong phần sau cuốn sỏch này, nhưng điều đỏng chỳ ý ở đõy là vai trũ của chuyển mạch nhón đối với nhà cung cấp dịch vụ. MPLS là một dạng kết nối cú hướng của mạng IP - cỏc gúi cú nhón thờm vào và được chuyển tiếp dọc theo đường dẫn chuyển mạch nhón (LSPs) bởi cỏc router giảm khung chuyển mạch MPLS.
LSP cú thể bắt chước đường hầm IP-IP trong hỡnh 3.10 - một LSP giữa R1 và R5 và một LSP giữa R2 và R6 sẽ cấu hỡnh nhón cho tất cả lưu lượng cho D với nhón phự hợp tới chặng đầu tiờn của LSP từ R2 đến R6.
Cấu hỡnh khả thi như trong hỡnh 3.11, giữa cỏc bờn giống hệt trong hỡnh 3.10, nhưng khỏc nhau về phần giải phỏp. Thứ nhất là phần tiờu đề của gúi giảm ( tiờu đề của MPL là 4 byte trong khi tiờu đề của IP tunnel là 20 byte ). Thứ hai là đường dẫn hop – by – hop thực tế trong mạng backbone dưới sự điều khiển của nhà điều hành mạng khi LSP được thiết lập.
Hỡnh 3.11: Kỹ thuật truyền dẫn với định tuyến đường chuyển mạch nhón.