a. Thuộc tính ưu tiên (priority) và sự chiếm trước (preemption) LSP
Thuộc tính ưu tiên / lấn chiếm (Priorty/Preemption)MPLS-TE dùng độ ưu tiên của LSP để đánh dấu các LSP quan trọng hơn và cho phép chúng giành tài nguyên từ các LSP khác (hay chiếm trước LSP khác).MPLS-TE đưa ra tám mức độ ưu tiên, 0 là tốt nhất và 7 là xấu nhất.Ví dụ, LSP có độ ưu tiên 2 sẽ quan trọng hơn LSP có độ ưu tiên 6. Một LSP sẽ gồm hai độ ưu tiên: độ ưu tiên thiết lập (setup priority) và độ ưu tiên lưu giữ (hold priority). Độ ưu tiên thiết lập kiểm soát truy xuất tài nguyên khi LSP được tạo hay quyết định lúc nào chấp nhận một LSP và độ ưu tiên lưu giữ kiểm soát truy xuất tài nguyên cho LSP mới tạo.Thuộc tính ưu tiên có 8 mức (giảm dần từ 0 đến 7) xác định thứ tự thực hiện chọn đường cho các trung kế lưu lượng. Độ ưu tiên cũng rất quan trọng khi triển khai cơ chế lấn chiếm (preemption) vì nó có ảnh hưởng đến thứ tự thiên vị.
Mỗi trung kế lưu lượng được gán một giá trị ưu tiên thiết lập (setup priority) và một giá trị ưu tiên duy trì (holding priority). Khi thiết lập một trung kế mới hoặc tái định tuyến, một trung kế có độ ưu tiên thiết lập cao sẽ chèn lấn một trung kế khác có độ ưu tiên cầm giữ thấp hơn “bật” ra khỏi đường nếu chúng cạnh tranh tài nguyên. Ngược lại, việc thiết lập một trung kế mới có thể thất bại nếu băng thông
hơn.
- Thuộc tính này đóng vai trò quan trọng trong các tình huống tranh chấp khi có nhiều trung kế cùng cạnh tranh tài nguyên. Có 2 loại độ ưu tiên được chỉ định cho trung kế:
Ưu tiên thiết lập (priority) : chỉ ra tầm quan trọng của trung kế lưu lượng và xác định thứ tự mà việc chọn tuyến được thực hiện khi thiết lập kết nối hoặc tái định tuyến khi xảy ra lỗi.
Độ ưu tiên duy trì (holding priority): xác định quyền lấn chiếm của các trung kế cạnh tranh và đặc tả độ ưu tiên cầm giữ tài nguyên. Thuộc tính này xác định xem trung kế này có thể lấn chiếm trung kế khác hay không. Việc lấn chiếm có thể được sử dụng để đảm bảo rằng các trung kế có độ ưu tiên cao được định tuyến trên những con đường thuận lợi trong môi trường phân biệt dịch vụ. Lấn chiếm cũng được sử dụng để thực hiện các chính sách hồi phục ưu tiên hóa khác nhau sau khi xảy ra lỗi.
b. Phân phối thông tin – IGP mở rộng (extensions)
Trong việc thiết lập đường truyền thiết kế lưu lượng yêu cầu cần thiết ở đây là tìm được một đường truyền trong mạng đáp ứng được các điều kiện (thông tin) ràng buộc. Các điều kiện đó sẽ được đưa vào để tính toán các đường truyền khả thi đến đích. Các điều kiện ràng buộc như:
Băng thông yêu cầu cho một LSP cụ thể
Các thuộc ính (như màu sắc) của liên kết cho phép lưu lượng qua. Giá trị metic được gán cho liên kết.
Số chặng mà lưu lượng được phép truyền qua. Độ ưu tiên thiết lập của LSP.
Các điều kiện trên được phân làm hai loại: (a) thuộc tính liên kết như băng thông sẵn có, màu liên kết hay giá trị metric và (b) thuộc tính LSP như số chặng hay độ ưu tiên.
Việc tính toán đường truyền thỏa mãn các điều kiện ràng buộc đòi hỏi thông tin về việc mỗi liên kết có đáp ứng được các điều kiện đó hay không và thông tin này sẽ được cấp đến tất cả các nút để tính toán. Vì vậy, các thuộc tính liên kết thích hợp phải được quảng bá qua mạng. Điều này được thực hiện bằng cách bổ sung thêm sự mở rộng đặc trưng về TE vào các giao thức link-state như IS-IS (Intermediate System-to-Intermediate System) và giao thức tìm đường đi ngắn nhất (OSPF - Open Shortest Path First), cho phép chúng quảng bá không chỉ trạng thái (up/down) mà còn các thuộc tính quản lý của liên kết và băng thông sẵn có được dùng bởi các LSP tại mỗi độ ưu tiên. Vậy, mỗi nút sẽ biết được các thuộc tính của tất cả các liên kết trong mạng. Thông tin này sẽ được lưu trong cơ sở dữ liệu TE (TED - TE Database) trên mỗi router để dùng tính toán đường truyền.
Nói chung, việc mở rộng giao thức cổng nội bộ (IGP - Interior Gateway Protocol) trong kỹ thuật lưu lượng đảm bảo các thuộc tính liên kết liên quan đến TE có sẵn tại tất cả các nút trong mạng.
c.Tính toán đường truyền – CSPF:
Như thuật toán đường đi ngắn nhất (SPF - Shortest Path First), SPF ràng buộc (CSPF- Constrained SPF) tính đường đi ngắn nhất dựa vào việc quản lý metric. CSPFchỉ tính các đường mà thỏa mãn một trong các điền kiện ràng buộc (như băng thông sẵn có) bằng cách loại bớt các liên kết không thỏa. Ví dụ nếu điều kiện về băng thông, CSPFsẽ bỏ bớt các liên kết không có đủ băng thông để dùng.
giả sử rằng độ dài tất cả các kênh đều bằng nhau và có giá trị là 1. Chúng ta cũng giả sử rằng tất cả các kênh đều có độ rộng băng tần khả dụng là 150 Mb/s, ngoại trừ kênh nối từ LSR2 đến LSR4 có độ rộng băng tần khả dụng là 45Mb/s. Nhiệm vụ của chúng ta là tìm đường từ LSR1 đến LSR6 sao cho có độ dài ngắn nhất và độ rộng băng tần khả dụng phải lớn hơn hoặc bằng 100Mb/s. ở đây điều kiện ràng buộc cần thoả mãn là độ rộng băng tần khả dụng.
Khởi đầu cây đường ngắn nhất (có gốc là LSR1) chỉ có nút LSR1. Tiếp theo chúng ta kiểm tra hai nút bên cạnh LSR1 đó là LSR2 và LSR3 với lưu ý rằng độ rộng băng tần khả dụng của kênh (LSR1-LSR2) và (LSR1-LSR3) đều lớn hơn giá trị cần thiết là 100Mb/s. Kết luận không kênh nào vi phạm điều kiện ràng buộc, vì vậy chúng ta bổ sung LSR2 và LSR3 vào danh sách “ứng cử”. Tiếp theo chúng ta tìm nút có khoảng cách ngắn nhất đến LSR1 trong danh sách các nút “ứng cử”. Nút này là LSR2 (ở đây cả hai nút LSR2 và LSR3 đều có khoảng cách như nhau đến LSR1 vì vậy có thể chọn ngẫu nhiên là LSR2), chúng ta bổ sung nó vào cây đường ngắn nhất (LSR1, LSR2) và xoá nó khỏi danh sách các nút “ứng cử”. Kết thúc vòng một của thuật toán.
Vòng thứ hai chúng ta kiểm tra nút cạnh nút LSR2 là LSR4. Với nút này chúng ta thấy rằng độ rộng băng tần khả dụng trên kênh (LSR2-LSR4) nhỏ hơn độ rộng băng tần yêu cầu. Vì vậy kênh này không thoả mãn điều kiện ràng buộc và chúng ta không bổ sung LSR4 vào danh sách nút “ứng cử”. Chúng ta vẫn còn LSR3 trong danh sách nút “ứng cử”, vì vậy ta bổ sung nó vào cây đường ngắn nhất (LSR1, LSR3) và xoá nó khỏi danh sách “ứng cử”. Kết thúc vòng thứ hai của thuật toán.Tại vòng thứ 3 của thuật toán, chúng ta kiểm tra cạnh nút LSR3 là nút LSR5. Với nút này chúng ta thấy độ rộng băng tần khả dụng trên kênh (LSR3-LSR5), lớn hơn độ rộng băng tần yêu cầu. Vì vậy kênh này thoả mãn điều kiện ràng buộc và ta bổ sung nó vào danh sách nút “ứng cử”. Tiếp theo chúng ta tìm trong danh sách các nút “ứng cử” nút có khoảng cách ngắn nhất tới LSR1 là nút LSR5. Vì vậy ta bổ sung LSR5 vào cây đường ngắn nhất (LSR1, LSR3, LSR 5) và xoá LSR5 khỏi danh
sách “ứng cử”. Kết thúc vòng thứ 3 của thuật toán.
Tại vòng thứ 4 của thuật toán, ta kiểm tra nút cạnh nút LSR5 là LSR4. Với nút này chúng ta thấy rằng độ rộng băng tần khả dụng trên kênh (LSR5-LSR4) lớn hơn độ rộng băng tần yêu cầu. Vì vậy kênh này thoả mãn điều kiện ràng buộc và ta bổ sung nó vào danh sách nút “ứng cử”. Tiếp theo chúng ta tìm trong danh sách các nút “ứng cử” nút có khoảng cách ngẵn nhất tới LSR1 là nút LSR4. Vì vậy ta bổ sung LSR5 vào cây đường ngắn nhất (LSR1, LSR3, LSR5, LSR4) và xoá LSR4 khỏi danh sách “ứng cử”. Kết thúc vòng thứ tư của thuật toán.
Tại vòng thứ 5 của thuật toán, ta kiểm tra nút cạnh nút LSR5 là LSR6 và LSR7. Với nút này chúng ta thấy rằng độ rộng băng tần khả dụng trên các kênh (LSR4-LSR6) và (LSR4-LSR7) lớn hơn độ rộng băng tần yêu cầu. Vì vậy kênh này thoả mãn điều kiện ràng buộc và ta bổ sung LSR6 và LSR7 vào danh sách nút “ứng cử”. Tiếp theo chúng ta nhận thấy rằng trong danh sách các nút “ứng cử” có nút LSR6 có khoảng cách ngắn nhất tới LSR1. Vì vậy ta bổ sung LSR6 vào cây đường ngắn nhất (LSR1, LSR3, LSR5, LSR4, LSR6) và xoá LSR6 khỏi danh sách “ứng cử”. Tại đây chúng ta nhận thấy cây đường ngắn nhất đã có nút LSR6 là nút đích của đường cần tìm. Vì vậy thuật toán kết thúc ở đây. Kết quả đường ngắn nhất tử LSR1 đến LSR6 là (LSR1, LSR3, LSR5, LSR4, LSR6). Chúng ta có thể nhận thấy đường này khác với đường được xác định theo thuật toán SPF có thể là (LSR1, LSR2, LSR4, LSR6).
Sau khi đường truyền được tính toán xong, nó sẽ được thiết lập dùng giao thức dành riêng tài nguyên với kỹ thuật lưu lượng (RSVP-TE - Resource reSerVation Protocol with TE). Khi đó, đường truyền sẽ được định rõ ở đầu LSP trong đối tượng tuyến tường minh (ERO - Explicit Route Object). Tuy nhiên, ERO không chỉ mang thông tin liên quan đến TE chứa trong bản tin RSVP mà nó còn mang: (a) thông tin TE mà một nút trung gian biết được như băng thông cho LSP và (b) thông tin để thiết lập đường truyền như độ ưu tiên thiết lập và lưu giữ của LSP.
Khi bản tin RSVP được truyền từ cuối LSP đến đầu LSP, mỗi nút trong mạng phải thực hiện điều khiển chấp nhận với các lý do sau:
Nếu được tính với CSPF, trạng thái về tài nguyên có thể thay đổi giữa thời gian tính toán và báo hiệu tuyến (như khi LSP được thiết lập nó sẽ bắt đầu tại một nút khác).
Kết quả của CSPFchỉ chính xác như thông tin trong TED (không phải luôn đúng do có sự điều chỉnh quảng bá liên kết).
Nếu một nút có đủ tài nguyên để dùng thì việc điều khiển chấp nhận sẽ thành công và đường truyền được thiết lập qua các nút rồi cập nhật tài nguyên sẵn có. Thông tin này sẽ được gửi lại cho IGPđể các nút khác có thể biết được trạng thái mới này và việc phân phối nó nhanh hay chậm còn tùy vào sự điều chỉnh quảng bá link-state. Nếu không có đủ tài nguyên sẵn có thì cần thực hiện việc chiếm giữ LSP khác thông qua độ ưu tiên của LSP. Nếu việc chiếm giữ không giải quyết được vấn đề tài nguyên thì sự dành riêng sẽ thất bại và một bản tin lỗi sẽ được gửi tới đầu LSP. Khi nhận được bản tin này, đầu LSP sẽ tính toán lại đường truyền.
Vậy khi một LSP được thiết lập, lưu lượng có thể được chuyển tiếp theo LSP đó từ nguồn đến đích. Trong phần sau ta sẽ thấy cách lưu lượng thực sự được chuyển vào LSP như thế nào.