Nhƣ đã nêu ở trên, các đăng ký lịch sử đƣợc cập nhật mỗi chu kỳ với thông tin về băng thông bị chiếm cho nút nguồn ở mỗi đƣờng dẫn. Trong ví dụ cuối cùng, khi thuật toán lựa chọn đƣờng dẫn thứ hai, băng thông mới bị chiếm dụng bởi nút này trong đƣờng dẫn thứ hai này sẽ là 65%. Điều quan trọng cần lƣu ý rằng băng thông chiếm dụng này chỉ là băng thông mà nút biết, nhƣng nó có thể không phải là sự chiếm dụng thực sự. Tình huống này xảy ra do việc loại bỏ các bản tin cập nhật, khi các nút nguồn khác có thể sử dụng nhiều băng thông
40% 25% Đăng ký tuyến 2 Lƣu lƣợng vào đòi hỏi 40% băng thông 1) (40+40)% băng thông 2) (25+40)% băng thông PT1 chỉ số=00 PT2 chỉ số=01 00 01 10 11 00 01 10 11 2 1 Bảng dự đoán Kiểm tra tuyến 2 Chọn tuyến 2
hơn trong các liên kết của cùng một đƣờng dẫn và nút nguồn, thông tin chiếm dụng sẽ không đƣợc cập nhật. Chỉ có bảng dự đoán của các đƣờng dẫn đƣợc lựa chọn là đƣợc cập nhật. Nếu kết nối đƣợc thiết lập thì bộ đếm tƣơng ứng của bảng dự báo bị giảm, nhƣng nếu kết nối bị chặn thì bộ đếm đƣợc tăng lên. Trong ví dụ trên, nếu kết nối đƣợc thiết lập bộ đếm của mục nhập 01 của bảng dự đoán của các đƣờng dẫn 2 sẽ là 0, nhƣng nếu kết nối bị chặn bộ đếm sẽ là 2.
2.2. Định tuyến QoS liên miền[14]
Định tuyến liên miền đƣợc mong đợi là càng đơn giản càng tốt. Tính ổn định và tính co dãn là các đặc trƣng quan trọng nhất ở mức này. Nhƣ vậy việc định tuyến không thể dựa chủ yếu trên thông tin trạng thái mạng động. Thay vào đó, sự trao đổi thông tin QoS giữa các miền định tuyến phải là khá tĩnh. Định tuyến liên miền phải có các chức năng cơ bản sau:
Xác định rõ đích thực hiện. Tránh định tuyến lòng vòng. Hỗ trợ việc gộp địa chỉ.
Xác định xem có đƣờng nào tới đích hỗ trợ đƣợc các yêu cầu QoS hay không.
Xác định đa đƣờng tới đích, dựa trên các lớp dịch vụ (đây là tuỳ chọn). Trong suốt những năm qua số lƣợng các hệ thống tự trị (AS) kết nối với Internet đã gia tăng lớn, mà theo đó làm tăng nhu cầu trên phạm vi mạng. Bất chấp gánh nặng này, giao thức cổng biên BGP đã chứng tỏ là một giao thức định tuyến linh hoạt. Những điểm mạnh đã làm BGP trở nên phổ biến là: thứ nhất giao thức này đƣợc thiết kế để giải quyết các vấn đề về khả năng mở rộng các nhu cầu kết nối với một quy mô rất lớn. Thứ hai, nó đã chứng minh đƣợc khả năng cung cấp ổn định cho các mạng lớn nhất từng đƣợc triển khai, và thứ ba, nó đƣợc ƣu đãi với chính sách dựa trên các tính năng định tuyến cho phép từng miền quản trị ở các cạnh của một kết nối BGP để quản lý sự truyền tải luồng lƣu lƣợng vào và ra của nó theo ƣu tiên cụ thể và nhu cầu của nó. Cuối cùng, đáng chú ý là BGP có các cơ chế rất linh hoạt cho phép dễ dàng phát triển và mở rộng cho giao thức.
thống tự trị để quản lý linh hoạt truyền tải luồng ra của nó, nó cho thấy một mức độ khan hiếm của điều khiển để quản lý và cân bằng lƣu lƣợng đi vào một hệ thống tự trị nhƣ thế nào qua nhiều đƣờng dẫn có thể. Thêm vào đó, mỗi router BGP chỉ thông báo tuyến đƣờng tốt nhất mà nó biết đến bất kỳ đích nào đƣợc cho thêm vào đầu. Điều này có nghĩa là, các đƣờng dẫn thay thế có thể đƣợc sử dụng bởi bất kỳ nguồn lƣu lƣợng nào sẽ không đƣợc nhận ra bởi vì động thái lƣợc bớt cố hữu của BGP. Các biện minh cho hành vi này là BGP về bản chất đƣợc thiết kế để giải quyết khả năng mở rộng và ổn định tổng thể thay vì liên quan đến các vấn đề nhƣ phục hồi nhanh chóng từ một thất bại liên kết cụ thể, hoặc độ trễ biên hoặc tỉ lệ mất gói qua internet cho một khối thêm vào phần đầu.
2.2.1. Các mở rộng QoS và kỹ thuật lƣu lƣợng sử dụng BGP
Nhiều nhà nghiên cứu và các nhà sản xuất đang cố gắng để tăng cƣờng BGP với các khả năng mới nhƣ kỹ thuật lƣu lƣợng, và các mở rộng QoS, chủ yếu là vì tính phổ biến và thành công của BGP tại thời điểm hiện tại. Điều quan trọng là mặc dù phiên bản chƣa mở rộng của BGP thể hiện chức năng hữu hạn nhƣng nó thực sự là một giao thức định tuyến phức tạp, nơi mà các lỗi và sự thiết lập cấu hình lỗi không phải là hiếm khi xảy ra. Hơn nữa, một vài nhóm nghiên cứu đã mở rộng BGP với sự khám phá và các khả năng báo hiệu mạng riêng ảo VPN ở lớp 2 và lớp 3. Kết quả là, những đề xuất để tăng cƣờng BGP không chỉ có xu hƣớng biến nó thành giao thức phức tạp hơn, mà còn cho thấy nếu nhƣ sự bổ sung của tất cả các cải tiến này trong một môi trƣờng thực không thể chôn vùi giao thức này.
2.2.2. Các phƣơng pháp che phủ
Thay vì tăng cƣờng BGP, một sự lựa chọn cho định tuyến QoS liên miền là phƣơng pháp che phủ, một phƣơng pháp đã trở thành một ứng cử viên thích hợp để giải quyết vấn đề. Ý tƣởng chính đằng sau các khái niệm che phủ là để tách riêng phần điều khiển chiến lƣợc của quá trình định tuyến từ các thiết bị BGP. Trong ý nghĩa này, hai cách tiếp cận khác nhau cho vấn đề các chính sách đƣợc điều khiển và báo hiệu nhƣ thế nào. Các cải tiến BGP có xu hƣớng cung cấp việc truyền tín hiệu trong dải, trong khi phƣơng pháp che phủ cung cấp sự truyền tín hiệu ngoài dải. Trong trƣờng hợp này, điều quan trọng cần lƣu ý là hiện nay cách duy nhất cho kỹ thuật lƣu lƣợng liên miền trong các mạng IP là bằng phƣơng pháp cấu hình thông minh BGP. Do đó, cuối cùng cả hai cơ chế
lƣợng tƣơng ứng của chúng. Điều đáng chú ý là, trong khi các phƣơng pháp tiếp cận trƣớc đây cung cấp những cải tiến đáng kể cho internet định tuyến thấp, sau này thì hiệu quả hơn khi các thay đổi định tuyến xảy ra thƣờng xuyên hơn. Trong khi các sự mở rộng quan trọng và các cải tiến đáng kể BGP chắc chắn sẽ đƣợc nhìn thấy, thì cấu trúc lớp che phủ đặt ra là một ứng cử viên mạnh mẽ để cung cấp định tuyến QoS liên miền ngoài dải giá trị gia tăng và linh hoạt. Đặc biệt, điều này trở lên hoàn toàn phù hợp khi mô hình lƣu lƣợng liên miền cần phải thích nghi linh hoạt và phản ứng nhanh chóng với các điều kiện thay đổi của mạng trung bình và cao, nơi mà các giải pháp trƣớc đây dƣờng nhƣ không thể thực hiện tại thời điểm hiện tại.
Kiến trúc lớp phủ thích hợp khi các miền truyền thông đƣợc multihomed, và do đó có thể cần một số loại cơ chế để nhanh chóng thay đổi hoạt động lƣu lƣợng của chúng tùy thuộc vào các điều kiện mạng. Multihoming là xu hƣớng mà phần lớn các hệ thống tự trị sơ khai thực hiện trong internet ngày nay, mà chủ yếu là cố gắng để đạt đƣợc cân bằng tải và khả năng chịu lỗi trong kết nối mạng. Thực tế là, gần 80% của hơn 17000 hệ thống tự trị cấu thành internet là hệ thống tự trị sơ khai, nơi mà đa số các bộ phận đƣợc multihomed. Thêm vào đó, hiện nay các đặc tính lƣu lƣợng liên miền tiết lộ rằng một hệ thống tự trị sẽ trao đổi lƣu lƣợng với phần lớn internet, chỉ một số ít hệ thống tự trị chịu trách nhiệm về lƣu lƣợng lớn nhất hiện tại. Hơn nữa, lƣu lƣợng này chủ yếu là trao đổi giữa các hệ thống tự trị không đƣợc kết nối trực tiếp; thay vào đó chúng thông thƣờng là 2, 3, 4 chặng cách xa. Nhƣ vậy, có thể hình thành một kiến trúc lớp phủ phân bố hoàn toàn và lớp định tuyến đƣợc thiết kế cụ thể để cung cấp định tuyến đảm bảo QoS liên miền giữa các hệ thống tự trị đƣợc multihomed không ngang hàng đƣợc lựa chọn theo chiến lƣợc.
Động lực quan trọng nhất cho lƣu lƣợng ảnh hƣởng theo cách này là với chỉ một số rất nhỏ thực thể lớp che phủ, nhƣng nằm ở vị trí chiến lƣợc đƣợc lựa chọn từ xa các hệ thống tự trị multihomed đủ để kiểm soát một phần quan trọng của lƣu lƣợng cho loại hệ thống tự trị triển khai rộng rãi nhất trong Internet hiện nay. Một lợi thế lớn của chƣơng trình này là không thực thể che phủ nào là cần thiết trong bất kỳ hệ thống truyền tải nào đang kết nối các hệ thống tự trị từ xa trong mô hình che phủ. Nhƣ vậy, sự phức tạp của sự cung cấp QoS động đƣợc đẩy tới mép của mạng bằng một cấu trúc lớp che phủ đƣợc phân phối. Trong đề xuất này một cặp thực thể che phủ trong hai hệ thống tự trị multihomed từ xa có thể trao đổi các thỏa thuận mức độ dịch vụ (SLA) liên quan đến lƣu lƣợng trong
chính xác lớp BGP cơ bản đang chạy để bỏ qua các vấn đề của mạng nhƣ các liên kết hỏng, hoặc sự xuống cấp của các dịch vụ cho bất kỳ lớp của dịch vụ (CoS) nào. Bản chất của phƣơng pháp này là sự nhận thức QoS giữa một cặp hệ thống tự trị từ xa về cơ bản là một trong những các thực thể che phủ lẫn nhau.
Sự phức tạp của định tuyến QoS liên miền tăng lên đáng kể khi so sánh với các vấn đề của định tuyến QoS nội miền chủ yếu là do nhu cầu QoS đầu cuối (end-to-end) cho các khả năng dự phòng tài nguyên liên miền. Ngoài ra, có thể hình thành QoS liên miền end-to-end động mà không cần bất kỳ sự dự phòng tài nguyên nào, và để thực hiện theo các mô hình phi kết nối IP, miễn là QoS end-to-end linh hoạt là đƣợc đảm bảo. Một lần nữa, cách tiếp cận lớp phủ xuất hiện nhƣ là ứng cử viên hoàn hảo để cung cấp các loại giải pháp.
Một thách thức lớn trong phƣơng pháp che phủ là làm thế nào để cung cấp một sự kết hợp có hiệu quả cao giữa lớp định tuyến BGP cơ sở và lớp định tuyến che phủ. Hơn nữa, một cách tiếp cận hấp dẫn cho định tuyến QoS liên miền là để cung cấp một giải pháp bổ sung cho các vấn đề trong đó một kiến trúc lớp che phủ đƣợc phân bố hoàn toàn và một lớp định tuyến đƣợc sử dụng cho sự cung cấp QoS động, trong khi các mở rộng QoS và / hoặc các khả năng TE của lớp BGP cơ bản đƣợc sử dụng để cung cấp QoS tĩnh. Trong ý nghĩa này, cấu trúc lớp che phủ dẫn vào và tái sử dụng các nỗ lực tốt nhất trong lĩnh vực định tuyến QoS liên miền trong dải cho sự cung cấp QoS và/ hoặc TE động thấp. Nhƣ vậy, trong điều kiện của cấu trúc định tuyến liên miền cơ sở hai loại router BGP có thể hoạt động, cụ thể là, các router BGP không nhận thức QoS và các router BGP có nhận thức QoS (QBGP), nơi để phát triển khả năng mở rộng cao và các đề án định tuyến ổn định. Nó có tính bắt buộc rằng các router QBGP chỉ phân phối thông tin QoS động. Điều này chủ yếu là do các thay đổi mạng thƣờng xuyên sẽ chuyển thành cập nhật BGP thƣờng xuyên, điều mà có thể dẫn đến sự không ổn định định tuyến. Bản chất tác động trở lại của lớp định tuyến che phủ hoạt động sau đó nhƣ là một lớp bổ sung đƣợc hình thành để nâng cao hiệu quả hoạt động của lớp BGP cơ sở có chứa cả các router nhận thức và không nhân thức QoS. Các phƣơng pháp tiếp cận lớp che phủ phân phối cho định tuyến QoS liên miền đƣa ra một vài thách thức nghiên cứu.
2.2.3. Multihoming
Các nghiên cứu gần đây cho thấy sự gia tăng của các bảng định tuyến Internet, bất chấp sự bùng nổ của công nghệ và sự hợp nhất trong các thị trƣờng
cung cấp dịch vụ Internet. Các hiệp hội có bộ định danh hệ thống tự trị (ASid) riêng của họ và một phạm vi địa chỉ từ không gian địa chỉ. Chúng kết nối tới hai hay nhiều nhà cung cấp hơn để đạt đƣợc khả năng phục hồi trong việc truy cập Internet của chúng. Một tác dụng phụ tích cực của chiến lƣợc này là tránh đƣợc việc lệ thuộc vào nhà cung cấp dịch vụ truy cập internet.
Một trong những mục tiêu chính của IPv6 là để cung cấp sự kết hợp chặt chẽ không gian địa chỉ của lõi định tuyến, để tối ƣu hóa quá trình định tuyến trong lõi và giữ cho kích thƣớc của bảng định tuyến có thể quản lý đƣợc. Hơn nữa, đáng chú ý là triển khai thực tế của các mạng IPv6 thể hiện một mức độ cao về tái sử dụng các công nghệ, kỹ thuật và thực thi tốt nhất (ví dụ, các giao thức cổng ngoài trong Internet IPv6 là BGP4C, mà là một phần mở rộng của BGP phiên bản 4, giao thức cổng bên ngoài của Internet IPv4).
Nhƣng nếu multihoming (vấn đề trung tâm cho sự thành công của một mạng Internet dựa trên IPv6), nhƣ đƣợc biết trong Internet IPv4 và cũng đƣợc áp dụng trong IPv6, hiệu quả về kích thƣớc bảng định tuyến IPv6 là dự đoán đƣợc. Với một không gian địa chỉ lớn hơn rất nhiều, kích thƣớc của các bảng định tuyến trong lõi của một bộ định tuyến IPv6 với multihoming không kiểm soát đƣợc có khả năng bùng nổ vƣợt ra ngoài khả năng có thể điều khiển, hoặc ít nhất là vƣợt quá mức mà các thiết bị chuyển mạch lõi mang lại hiệu quả về giá có thể đƣợc sản xuất. Nỗ lực hơn nữa phải đƣợc dành cho việc đề xuất một phƣơng pháp tiếp cận mới cho multihoming IPv6. Sự đồng thuận giữa các nhà cung cấp và khách hàng đƣợc xây dựng xung quanh một giải pháp mà là cả hai công nghệ âm thanh và khả năng thƣơng mại là rất quan trọng. Điều này phản ánh trong một chu kỳ phát triển phức tạp cho một giải pháp hoàn chỉnh.
Sự ổn định và khả năng tồn tại của Internet IPv6 tƣơng lai - các tình trạng hiện tại của tiêu chuẩn hóa cho multihoming IPv6 không phải là rất đáng khích lệ. Multihoming trong IPv6 đã đƣợc xem nhƣ là một vấn đề của host cuối cùng, nhƣng thực tế là các tiêu chuẩn IPv6 cho phép nhiều địa chỉ IPv6 đƣợc gán cho thiết bị đầu cuối kết thúc.
Multihoming ở cấp độ nhà cung cấp đã không gây đƣợc nhiều sự chú ý, hoặc, và một số kiến nghị cho cấu trúc kết nối của các ISP đã không tạo ra lợi ích đủ và do đó, chƣa bao giờ đƣợc phát huy từ bản dự thảo Internet cho RFC. Multihoming tại mức ISP là một thực tế phổ biến trên mạng Internet ngày nay. Hai điều quan trọng chính của BGP-4 là hỗ trợ multihoming đang đƣợc sử dụng.
kết nối qua hai hay nhiều liên kết độc lập, để nâng cao độ tin cậy. Trong trƣờng hợp này, khách hàng sử dụng một định danh hệ thống tự trị trong cái ngang hàng của nó với nhà cung cấp. Trong trƣờng hợp phạm vi địa chỉ đƣợc chỉ định cho khách hàng không phải là đƣợc kết hợp lại thành một trong những phạm vi địa chỉ của nhà cung cấp, định danh này đƣợc loại bỏ tại các điểm ngang hàng của nhà cung cấp và phạm vi địa chỉ của khách hàng xuất hiện nhƣ là một trong các phạm vi địa chỉ của nhà cung cấp. Khi multihoming cho nhiều nhà cung cấp, khách hàng multihoming cần một định danh hệ thống tự trị công cộng, cái mà sự tiến bộ qua tất cả sự ngang hang BGP-4 tới các bảng định tuyến của Internet.
Dịch vụ thông tin định tuyến (RIS) của RIPE có trên 300 đồng nghiệp IPv4 và IPv6 tại 12 điểm thu thập dữ liệu trên toàn thế giới, trong đó thu thập và