GMPLS có cơ chế bảo vệ chống lại các h- hỏng trên kênh kết nối giữa hai nút mạng cận kề hoặc bảo vệ từ đầu cuối tới đầu cuối. Các chức năng mở rộng định tuyến OSPF và IS-IS trong mạng GMPLS có thể cung cấp các thông tin định tuyến ngay cả khi tuyến đang trong quá trình kiến tạo.
Hình 41 mô tả các cơ cấu thực hiện chức năng bảo vệ đ-ợc hỗ trợ bởi mạng GMPLS. Chức năng phục hồi đ-ờng trong mạng GMPLS đ-ợc thực hiện theo cơ chế phục hồi động. Ph-ơng pháp này đòi hỏi có các cơ cấu cài đặt tài nguyên động trên các tuyến đấu nối.
Có hai ph-ơng pháp phục hồi áp dụng trong mạng GMPLS đó là phục hồi kênh kết nối và phục hồi đoạn kết nối. Phục hồi kênh kết nối là tìm tuyến thay thế tại một nút mạng trung gian. Phục hồi đoạn kết nối là phục hồi tuyến cho một LSP cụ thể nào đó đ-ợc thực hiện bắt đầu từ nút mạng nguồn để tìm tuyến thay thế xung quanh phạm vi mạng có sự h- hỏng.
2.2 Báo hiệu trong mạng GMPLS
Trong cấu trúc mạng GMPLS, các LSR không thực hiện nhận biết dữ liệu ở dạng Cell hoặc gói tin, chúng có các bộ phận thực hiện chức năng chuyển h-ớng dữ liệu trên cơ sở khung thời gian (time-slot), b-ớc sóng hoặc cổng vật lý. Để thực hiện đ-ợc điều đó, các thiết bị GMPLS-LSR cần phải thực hiện đ-ợc các chức năng chuyển h-ớng các dạng dữ liệu sau:
(1) Dữ liệu ở dạng gói tin/cell - chuyển mạch gói (PSC).
(2) Dữ liệu trên cơ sở b-ớc sóng mang dữ liệu theo khung thời gian theo các chu kỳ lặp tuần tự- chuyển mạch TDM.
(3) Dữ liệu trên cơ sở b-ớc sóng mang dữ liệu mà nó thu đ-ợc- chuyển mạch b-ớc sóng (LSC).
(4) Dữ liệu trên cơ sở các vị trí cụ thể của dữ liệu trong một không gian vật lý thực sự- chuyển mạch sợi quang (FSC).
Việc lồng ghép các LSP cho phép hệ thống mở rộng cấu trúc chuyển h-ớng dữ liệu theo các cấp độ khác nhau. Cấp cao nhất là FSC, tiếp theo lần l-ợt sẽ là LSC, TDM và cuối cùng là PSC. Theo các chức năng này, một LSP bắt đầu và kết thúc tại giao diện PSC sẽ đ-ợc lồng ghép vào một TDM-LSP, đ-ợc bắt đầu và kết thúc tại giao diện TDM. TDM-LSP này lại tiếp tục đ-ợc lồng ghép vào LSP- LSC đ-ợc bắt đầu và kết thúc tại giao diện LSC. Quá trình lại đ-ợc lồng ghép t-ơng tự để có đ-ợc LSP-FSC bắt đầu và kết thúc tại giao diện FSC.
GMPLS khác với MPLS ở điểm là nó có thể hỗ trợ nhiều công nghệ chuyển mạch khác nhau chẳng hạn nh- nó có khả năng thực hiện các ph-ơng thức chuyển mạch kênh TDM, chuyển mạch b-ớc sóng LSC, chuyển mạch FSC.
Trong kỹ thuật l-u l-ợng mạng MPLS, các kênh thông tin đ-ợc truyền tải trong một LSP có thể bao gồm một tập hợp các kênh thông tin có cách thức mã hoá các loại hình nhãn khác nhau. GMPLS mở rộng chức năng này thông qua
việc thêm vào các dạng kênh kết nối có các loại nhãn đại diện cho một khung thời gian TDM, một b-ớc sóng hoặc một vị trí theo không gian của một cổng giao diện vật lý.
Trong kỹ thuật l-u l-ợng MPLS, LSP đ-ợc thực hiện đơn h-ớng còn GMPLS thực hiện kỹ thuật l-u l-ợng theo cả hai h-ớng của LSP xuất phát từ yêu cầu ứng dụng truyền tải l-u l-ợng không phải ở dạng gói.
GMPLS phân tách rõ ràng giữa mặt phẳng truyền tải dữ liệu và mặt phẳng điều khiển quản lý để hỗ trợ các công nghệ truyền tải trong đó l-u l-ợng điều
khiển không thể truyền trong cùng một luồng với l-u l-ợng cần truyền tải.
2.2.1 Nhãn tổng quát
Để mở rộng chức năng điều khiển truyền tải và quản lý của MPLS đối với mạng quang, một số khuôn dạng mới của nhãn đã đ-ợc đề xuất. Các khuôn dạng
Q\~}²FWSK²SWURQJNKLQLPJăLOiQKQWêQJTXWj1KQWêQJTXWFKằD toàn bộ các thông tin cho phép các nút mạng xác định cơ chế chuyển mạch, loại
hình chuyển mạch. Mục này sẽ mô tả khuôn dạng yêu cầu nhãn tổng quát , nhãn tổng quát hỗ trợ cho chuyển mạch trong băng, nhãn đề xuất và tập hợp các nhãn.
Yêu cầu nhãn tổng quát hỗ trợ việc kết nối các đặc tính để kiến tạo LSP. Nhãn tổng quát chứa các loại mã chỉ định dạng của LSP. Các tham số này chỉ thị mã các loại hình truyền tải chẳng hạn nh- SDH/GigE... đ-ợc truyền tải trong
LSP. Bản chất của các mã chỉ thị này là chỉ ra bản chất của LSP chứ không phải chỉ thị bản chất của kênh kết nối mà LSP cần phải đi qua. Một kênh kết nối có thể đ-ợc thực hiện bằng tập các mã hỗ trợ chỉ thị khả năng truyền tải tuỳ thuộc
vào khả năng đáp ứng của tài nguyên hoặc băng thông hiện có của kênh kết nối. 2.2.1.1. Khuôn dạng nhãn tổng quát
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
LSP Enc. Type Switching Type G- PID
Hình 42: Khuôn dạng nhãn tổng quát
Các giá trị mã trong khuôn dạng mã yêu cầu nh- sau:
Chỉ thị dạng của LSP đ-ợc yêu cầu. Giá trị các mã và ý nghĩa nh- sau: Giá trị LSC Enc. Type Reference
1 Packet [RFC3471]
2 Ethernet [RFC3471]
3 ANSI/ETSI PDH [RFC3471]
4 Reserved [RFC3471]
5 SDH ITU-T G.707/SONET ANSI T1.105 [RFC3471]
6 Reserved [RFC3471] 7 Digital Wrapper [RFC3471] 8 Lambda (photonic) [RFC3471] 9 Fiber [RFC3471] 10 Reserved [RFC3471] 11 Fiber Channel [RFC3471] 12 G.709 ODUk (Digital Path) [RFC4328] 13 G.709 Optical Channel [RFC4328] 14-239 Unassigned
240-255 Experimental Usage/temporarily
Switching Type: 8 bits
Chỉ thị dạng của chuyển mạch cần phải thực hiện trên các kênh kết nối. Th-ờng tham số này cần phải chỉ thị đ-ợc nhiều dạng hoặc khả năng chuyển mạch khác nhau. Tr-ờng thông tin này cần phải phù hợp với một trong các giá trị khuyến cáo cho kênh liên kết t-ơng ứng và phù hợp với khả năng chuyển mạch và định tuyến của các nút mạng. ý nghĩa của các mã giá trị đ-ợc xác định nh- sau: Giá trị Dạng Reference 1 Packet-Switch Capable-1 (PSC-1) [RFC3471] 2 Packet-Switch Capable-2 (PSC-2) [RFC3471] 3 Packet-Switch Capable-3 (PSC-3) [RFC3471] 4 Packet-Switch Capable-4 (PSC-4) [RFC3471] 5-50 Unasigned [RFC3471] 51 Layer-2 Switch Capable (L2SC) [RFC3471] [RFC3471]
100 Time-Division-Mutiplex Capable (TDM) [RFC3471] 101-149 Unasigned [RFC3471] 150 Lambda-Switch Capable (LSC) [RFC3471] 151-100 Unasigned [RFC3471] 200 Fiber-Switch Capable (FSC) [RFC3471] 201-255 Unasigned [RFC3471]
Generalized PID (G-PID): 16 bits
Dùng để chỉ thị dạng của tải mang bởi LSP, nghĩa là chỉ thị dạng tín hiệu lớp khách hàng của LSP đó. Tr-ờng này đ-ợc sử dụng bởi các nút mạng kết cuối của
LSP, giá trị mặc định đ-ợc sử dụng cho loại hình tải dữ liệu là gói tin và Ethernet mang bởi LSP.
2.2.1.2 Mã giá trị băng thông
Mã giá trị băng thông gồm 32 bít theo khuôn dạng động (theo đơn vị là các byte và theo thời gian là giây). Với các LSP mang l-u l-ợng không phải dạng gói
khuyến nghị nên chỉ định băng thông trong các LSP theo các giá trị rời rạc. Một số các giá trị điển hình của băng thông nên sử dụng các giá trị cố định theo bảng liệt kê có sẵn. Các giá trị bổ sung đ-ợc xác định nếu cần. Mã giá trị băng thông truyền tải trong các giao thức ngang cấp đ-ợc thể hiện trong [RFC3473] và [RFC3472].
c. Nhãn tổng quát
Nhãn tổng quát là sự mở rộng chức năng nhãn MPLS truyền thống bằng việc không chỉ thể hiện thực hiện việc truyền tải nhãn trong băng cùng với dữ liệu cần truyền tải mà còn kiến tạo các nhãn để xác định các khung thời gian, b-ớc sóng, hoặc vị trí ghép luồng theo không gian. Ví dụ, nhãn tổng quát có thể chứa các thông tin đại diện cho:
+ Một sợi quang riêng rẽ hoặc chùm sợi quang. + Một b-ớc sóng quang trong một sợi quang.
+ Nhóm các khung thời gian TDM trong một b-ớc sóng quang (hoặc sợi quang).
Nhãn tổng quát còn có thể chứa nhãn MPLS, nhãn Frame Relay hoặc nhãn ATM (VCI/VPI).
Nhãn tổng quát không chỉ thuộc tính gắn liền với nhãn, nghĩa là thông tin về loại hình, cơ chế ghép kênh chuyển mạch áp dụng cho nhãn. Nhãn tổng quát chỉ đơn thuần là một loại hình duy nhất, nghĩa là không phân cấp theo cấu hình LSP. Khi cần thiết phải ghép nhóm các nhãn theo cấp (nghĩa là nhãn thuộc các LSP ở trong các LSP) thì mỗi một LSP cần phải thực hiện riêng rẽ.
Mỗi một nhãn tổng quát chứa thông tin về đối t-ợng dạng TLV theo kiểu nhãn có độ dài biến của tham số thay đổi.
d. Nhãn đề xuất
Nhãn đề xuất đ-ợc sử dụng để cung cấp trên đ-ờng xuống của nút mạng trên cơ sở xem xét nhãn trên đ-ờng lên. Thông tin trong nhãn cho phép đ-ờng
lên của nút mạng tạo lập cấu hình phần cứng của nó với các tham số đề nghị tr-ớc khi nhãn đ-ợc liên kết bởi đ-ờng xuống của nút mạng. Việc định cấu hình tr-ớc nh- trên rất có ý nghĩa cho hệ thống trong việc tiết kiệm thời gian tạo lập nhãn các phần cứng và thuận lợi hơn trong yêu cầu thiết lập các LSP phục hồi trong tr-ờng hợp có sự cố về mạng.
Trong tr-ờng hợp thông tin truyền tải trong nhãn đề xuất đ-ợc chỉ định là một nhãn tổng quát thì các giá trị trong các tr-ờng của nhãn đ-ợc xác định theo các đối t-ợng tham số theo cách thức TLV.
e. Tập hợp nhãn
Tập hợp nhãn đ-ợc sử dụng để hạn chế các lựa chọn nhãn của một đ-ờng xuống của nút mạng trong một tập hợp nhãn đ-ợc chấp nhận. Chức năng hạn chế này áp dụng trên cơ sở từng chặng truyền tải l-u l-ợng.
Có 4 lựa chọn cho tập hợp nhãn đ-ợc sử dụng trong phạm vi mạng truyền tải quang.
(1) Tr-ờng hợp đầu là nút đầu cuối chỉ có khả năng truyền tải nhóm nhỏ các b-ớc sóng / băng thông.
(2) Tr-ờng hợp thứ hai đ-ợc áp dụng tại các giao diện không có khả năng chuyển đổi b-ớc sóng (CI-incapable) và đòi hỏi chuyển h-ớng b-ớc sóng không
có sự chuyển đổi giá trị b-ớc sóng qua các chặng từ đầu cuối tới đầu cuối, hoặc toàn bộ tuyến truyền tải.
(3) Tr-ờng hợp thứ ba là sử dụng các thông số hạn chế về tổng số b-ớc sóng
có thể chuyển đổi giá trị với mục đích hạn chế sự méo tín hiệu quang khi truyền tải qua các chặng.
(4) Tr-ờng hợp cuối cùng áp dụng cho các cặp đầu cuối của kênh kết nối có hỗ trợ nhiều tập b-ớc sóng khác nhau.
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
Action Reserve d Label Type
Subchanel 1
....
SubChanel N
Hình 43: Khuôn dạng thông tin trong một tập hợp nhãn
2.2.2 LSP hai chiều
Để có đ-ợc các LSP hai chiều thì các LSP cần thực hiện các chức năng kỹ thuật l-u l-ợng nh- là cơ chế chia sẻ, cơ chế bảo vệ và phục hồi, cơ chế quản lý tài nguyên ô là giống nhau trên mỗi h-ớng của LSP. ở đây sẽ sử dụng khái niệm
iQảW NK¯L ~Xj ,QLWLDWRU Y iQảW NW WKảFj 7HUPLQDWor) để chỉ thị nút mạng khởi đầu và nút mạng kết thúc của một LSP. Mỗi một LSP hai chiều chỉ có duy
nhất một khởi đầu và một kết thúc.
Thông th-ờng nếu nh- thiết lập một LSP hai chiều cần tuân theo thủ tục mô tả trong [RFC3209] hoặc [RFC3212] thì việc tạo lập các tuyến là độc lập với
Để kiến tạo một LSP hai chiều trong GMPLS, việc thực hiện thủ tục báo hiệu h-ớng lên và h-ớng xuống bắt đầu từ nút khởi đầu và kết thúc đ-ợc thực hiện trong cùng một tập bản tin báo hiệu. Ph-ơng thức này sẽ giảm độ trễ của quá trình thiết lập cũng nh- độ trễ truyền tải chuyển tiếp, hạn chế việc xử lý thông tin mào đầu.
a. Thông tin yêu cầu
Với LSP hai chiều thì cần phải có 2 nhãn đ-ợc chỉ định. Quá trình thiết lập LSP hai chiều đ-ợc thể hiện bởi sự có mặt của đối t-ợng TLV trong nhãn đ-ờng
lên với bản tin báo hiệu t-ơng ứng. Nhãn đ-ờng lên có khuôn dạng giống khuôn dạng nhãn tổng quát đã mô tả ở muc trên.
b. Cơ chế giải quyết tranh chấp nhãn 2 chiều
Sự tranh chấp các nhãn có thể xuất hiện giữa hai yêu cầu thiết lập LSP hai chiều khi truyền tải qua các h-ớng ng-ợc nhau. Sự kiện này có thể xuất hiện khi cả hai phía đ-ợc gán cùng một tài nguyên (nhãn). Nếu nh- không có sự hạn chế
về tài nguyên hoặc có tài nguyên thay thế thì cả hai phía đều có thể chuyển các nhãn này qua đ-ờng lên và sẽ không xuất hiện sự tranh chấp về tài nguyên. Tuy
nhiên, tài nguyên về nhãn là hữu hạn hoặc là không có tài nguyên thay thế, sự kiện tranh chấp tài nguyên vẫn có thể xảy ra.
Để khắc phục tình trạng này, nút mạng có IP cao hơn sẽ chiếm tài nguyên và
JạLEQWLQ3DWK(UU127,),&$7,21Y±LÀQJKĂDOi&ĐYQ~Y~ÊQKWX\QFL
~WQKQEÊOôLj7UzQF|V¯WK{QJWLQWKX~}²FWáEQWLQQ\QảWPQJVFơJQJ cài đặt nhãn đ-ờng lên cho tuyến hai h-ớng một lần nữa (nếu nh- một nhãn đề
xuất khác đ-ợc sử dụng). Tuy nhiên, nếu nh- không còn tài nguyên sẵn sàng đáp ứng nút mạng sẽ chuyển sang quá trình xử lý theo tiêu chuẩn về điều khiển lỗi.
Một cơ chế giải quyết tranh chấp đ-ợc thể hiện trong hình 44. Mô hình bao gồm 2 nút mạng (PXC 1 và PXC 2). Trong tr-ờng hợp PXC 1 gắn một nhãn đ-ờng lên cho kênh t-ơng ứng với giá trị nội bộ BCId = 2 (và là giá trị nội bộ BCId = 7 đối với nút PXC 2) và gửi một nhãn đề xuất cho kênh t-ơng ứng với giá trị nội bộ BCId=1 (và là giá trị nội bộ BCId = 6 đối với nút PXC 2). Đồng thời
PXC 2 gán một nhãn đ-ờng lên cho kênh t-ơng ứng với giá trị nội bộ BCId = 6 ( và là giá trị nội bộ BCId = 1 đối với nút PXC 1) và gửi một nhãn đề xuất cho kênh t-ơng ứng với giá trị nội bộ BCId = 7 ( và là giá trị nội bộ BCId = 2 đối với nút PXC 1). Nếu nh- không thấy có sự hạn chế về giá trị nhãn sử dụng cho các LSP hai h-ớng và không có tài nguyên thay thế thì cả PXC 1 và PXC 2 sẽ chuyển giao các nhãn theo các đ-ờng lên khác nhau và nh- vậy sẽ không xảy ra tranh chấp (hình 45). Tuy nhiên nếu nh- có sự hạn chế về nhãn sử dụng cho các LSP hai h-ớng ra sự tranh chấp ( ví dụ các bộ ghép tách trên một giao diện I/O đơn lẻ ) thì cơ chế giải quyết tranh chấp sẽ thực hiện trên cơ sở ID của nút mạng nh- mô tả ở trên ( xem hình 46).
Hình 44: Mô hình tranh chấp nhãn
Trong mô hình này PXC 1 gán một nhãn đ-ờng lên giá trị BCId = 2 (BCId = 7 trên PXC 2 ) và một nhãn đề xuất sử dụng BCId=1 (BCId=6 trên PXC2). Đồng thời, PXC2 gán một nhãn đ-ờng lên giá trị BCId=6 (BCId = 1 trên PXC1) và một nhãn đề xuất giá trị BCId=7 (BCId=2 trên PXC1).
Mô hình này không có sự hạn chế về nhãn sử dụng bởi kết nối hai h-ớng và nh- vậy sẽ xảy ra tranh chấp.
Hình 46: Tranh chấp nhãn với tài nguyên hạn chế
Trong mô hình này nhãn 1, 2 và 3, 4 trong PXC 1 (t-ơng ứng với nhãn 6, 7 và 8, 9 trong PXC 2) cần đ-ợc sử dụng trong cùng một kết nối hai h-ớng. Khi PXC 2 có giá trị ID của nút cao hơn nó sẽ thắng trong tranh chấp và PXC 1 phải sử dụng tập nhãn giá trị khác.
2.3 Mở rộng các giao thức trong mạng GMPLS 2.3.1 Giao thức RSVP-TE 2.3.1 Giao thức RSVP-TE
GMPLS mở rộng chức năng của MPLS từ việc chỉ hỗ trợ các giao diện mạch dữ liệu gói sang hỗ trợ thêm 3 loại hình giao diện chuyển mạch khác nữa đó là: Giao diện chuyển mạch thời gian TDM, chuyển mạch b-ớc sóng LSC và chuyển mạch sợi quang FSC.
2.3.1.1 Các khuôn dạng nhãn liên quan
Mục này xác định các khuôn dạng: nhãn yêu cầu tổng quát, nhãn tổng quát hỗ trợ cho chuyển mạch băng thông, nhãn đề xuất và tập hợp nhãn.
a. Đối t-ợng yêu cầu nhãn tổng quát
Một bản tin tuyến cần phải chứa thông tin về các loại giá trị mã của LSP càng cụ thể càng tốt để có thể tạo điều kiện thực hiện chức năng chuyển mạch một cách mềm dẻo trong các LSR. Một đối t-ợng yêu cầu nhãn đề xuất đ-ợc tạo