1.5.1. Các bước hoạt động của MPLS
Các bƣớc sau đây phải đƣợc đƣa cho một gói dữ liệu di chuyển thông qua một miền MPLS.
- Tạo và phân phối nhãn.
- Tạo bảng cho mỗi bảng định tuyến. - Tạo đƣờng chuyển mạch nhãn. - Gán nhãn dựa trên tra cứu bảng. - Truyền gói tin.
Nguồn gửi dữ liệu của nó đến đích. Trong một miền MPLS, không phải tất cả các nguồn lƣu lƣợng truy cập nhất thiết phải đƣợc vận chuyển thông qua cùng một đƣờng dẫn. Tùy thuộc vào đặc điểm lƣu thông, những LSP khác nhau có thể đƣợc tạo ra cho các gói tin với các yêu cầu COS khác nhau.
Trong hình 1-16 LER1 là xâm nhập và LER4 là các bộ định tuyến đi ra.
Hình 1-16 LSP sáng tạo và chuyển tiếp gói dữ liệu thông qua một miền MPLS
Bảng 1-2 Minh họa các bƣớc hoạt động MPLS xảy ra trên các gói dữ liệu trong một miền MPLS
Hoạt động
MPLS Mô tả
Tạo nhãn và phân phối nhãn
- Trƣớc khi bắt đầu lƣu lƣợng truy cập các bộ định tuyến thực hiện các quyết định để ràng buộc một nhãn cho một FEC cụ thể và xây dựng các bảng của họ.
• Trong LDP, bộ định tuyến nguồn bắt đầu phân phối của các nhãn và ràng buộc các nhãn / FEC.
• Ngoài ra, lƣu lƣợng liên quan đến đặc điểm và khả năng MPLS đƣợc đàm phán bằng cách sử dụng LDP. • Một giao thức vận chuyển đáng tin cậy và ra lệnh nên đƣợc sử dụng cho các giao thức báo hiệu. LDP sử dụng giao thức TCP.
Tạo bảng
•Nhận các ràng buộc nhãn mỗi LSR tạo ra các mục trong cơ sở thông tin nhãn (LIB).
• Nội dung của bảng sẽ xác định bản đồ giữa một nhãn và một FEC.
• Lập bản đồ giữa các cổng đầu vào và bảng nhãn đầu vào cho các cổng đầu ra và đầu ra bảng nhãn. • Các mục đƣợc cập nhật bất cứ khi nào đàm phán lại các cam kết ràng buộc nhãn xảy ra.
Chuyển mạch nhãn
tạo đƣờng dẫn
Nhƣ đã chỉ ra bởi các đƣờng đứt nét màu xanh trong hình 1-16, LSPs đƣợc tạo ra theo hƣớng ngƣợc lại để tạo ra các mục trong các libs.
Chèn nhãn/ bảng tra
cứu
• Các bộ định tuyến đầu tiên (LER1 trong hình 1-16) sử dụng các bảng LIB để tìm bƣớc kế tiếp và yêu cầu một nhãn cho FEC cụ thể.
• Bộ định tuyến tiếp theo chỉ cần sử dụng các nhãn để tìm bƣớc kế tiếp.
• Một khi gói tin đến đích LSR (LER4), nhãn hiệu đƣợc lấy ra và gói tin đƣợc cung cấp đến đích.
Chuyển tiếp gói tin
Với tài liệu tham khảo Hình 1-16 cho phép kiểm tra đƣờng dẫn của một gói tin đến đích của nó từ LER1, LSR xâm nhập, để LER4, LSR đi ra.
1. LER1 có thể không có bất kỳ nhãn cho gói tin này vì nó là sự xuất hiện đầu tiên của yêu cầu này. Trong một mạng IP, nó sẽ tìm thấy địa chỉ dài nhất phù hợp
2. LER1 sẽ bắt đầu một yêu cầu nhãn đối với LSR1. 3. Yêu cầu này sẽ lan truyền qua mạng nhƣ đƣợc chỉ ra bởi các đƣờng đứt nét màu xanh lá cây.
4. Mỗi bộ định tuyến trung gian sẽ nhận đƣợc một nhãn từ router nguồn của nó bắt đầu từ LER2 và đi ngƣợc dòng cho khi đến LER1. Thiết lập LSP đƣợc chỉ định bởi các đƣờng đứt nét màu xanh bằng cách sử dụng LDP hoặc bất kỳ tín hiệu giao thức khác. Nếu kỹ thuật lƣu lƣợng là cần thiết, CR-LDP sẽ đƣợc sử dụng trong việc xác định các thiết lập đƣờng dẫn thực tế để đảm bảo các yêu cầu QoS / CoS đƣợc tuân thủ.
5. LER1 sẽ chèn nhãn và chuyển tiếp các gói tin LSR1.
6. Mỗi LSR tiếp theo, tức là, LSR2 và LSR3, sẽ kiểm tra các nhãn trong các gói tin nhận đƣợc, thay thế nó với các nhãn đi và chuyển tiếp nó.
7. Khi gói tin đến LER4, nó sẽ loại bỏ các nhãn hiệu bởi vì các gói tin xuất phát từ một miền MPLS và cung cấp nó đến đích.
8. Các dữ liệu thực tế dẫn đƣờng tiếp theo là gói tin đƣợc chỉ định bởi các đƣờng đứt nét màu đỏ.
Bảng 1-3 Cho thấy một ví dụ đơn giản của các bảng LIB.
Bảng 1-3 Ví dụ về Bảng LIB
Cổng vào Nhãn cổng vào Cổng ra Nhãn cổng ra
1 3 3 6
2 9 1 7
Nó là ví dụ để xem xét hai dòng gói dữ liệu vào một miền MPLS:
• Một gói dòng là một trao đổi dữ liệu thƣờng xuyên giữa các máy chủ (ví dụ, Giao thức truyền tệp FTP).
• Các dòng gói tin khác là một dòng video chuyên sâu, đòi hỏi các thông số kỹ thuật lƣu lƣợng của QoS (ví dụ nhƣ cầu truyền hình).
• Những dòng gói tin đƣợc phân loại thành 2 FECs riêng biệt tại LSR xâm nhập.
• Nhãn ánh xạ kết hợp với các dòng 3 và 9, tƣơng ứng. • Các cổng đầu vào tại LSR là 1 và 2, tƣơng ứng.
• Các giao diện đầu ra tƣơng ứng là 3 và 1, tƣơng ứng.
• Nhãn trao đổi cũng phải đƣợc thực hiện, và các nhãn trƣớc đó phải đƣợc trao đổi cho 6 và 7, tƣơng ứng.
1.5.2 Đƣờng hầm trong MPLS
Một tính năng độc đáo của MPLS là nó có thể kiểm soát toàn bộ đƣờng dẫn của một gói tin mà không có chỉ định rõ các thiết bị định tuyến trung gian. Nó làm điều này bằng cách tạo ra các đƣờng hầm thông qua các thiết bị định tuyến trung gian có thể mở rộng nhiều đoạn. Khái niệm này đƣợc sử dụng trong mạng dự phòng riêng ảo dựa trên MPLS.
Xem xét các kịch bản trong hình 1-17. LERs (LER1, LER2, LER3, và LER4) tất cả các sử dụng BGP và tạo ra một LSP giữa chúng (LSP 1). LER1 là nhận thức đƣợc rằng điểm đến tiếp theo của nó là LER2, khi nó đƣợc vận chuyển dữ liệu nguồn, phải đi qua hai phân đoạn của mạng. Đổi lại, LER2 biết rằng LER3 là điểm đến tiếp theo của nó. Những LERs này sẽ sử dụng LDP để nhận và lƣu trữ nhãn từ Ler đi ra (LER4 trong kịch bản này) tất cả các cách để xâm nhập Ler (LER1).
Hình 1-17 Đường hầm trong MPLS
Tuy nhiên, cho LER1 để gửi dữ liệu của nó tới LER2, nó phải đi qua một số LSRs. Do đó, một LSP riêng biệt (LSP 2) đƣợc tạo ra giữa hai LERs (LER1 và LER2) kéo dài LSR1, LSR2, và LSR3. Điều này, có hiệu lực, đại diện cho
các nhãn các LERs tạo ra cho LSP1. Điều này chứa sự thật cho LER3 và LER4, cũng nhƣ cho LSRs ở giữa chúng. LSP 3 đƣợc tạo ra cho đoạn này.
Để đạt đƣợc điều này, các khái niệm về một chồng nhãn đƣợc sử dụng khi vận chuyển các gói dữ liệu thông qua hai phân đoạn mạng. Khi một gói tin phải đi qua LSP1, LSP 2, và LSP 3, nó sẽ mang theo hai nhãn đầy đủ tại một thời điểm. Cặp đôi này đƣợc sử dụng cho từng phân đoạn: (1) thứ nhất phân khúc nhãn cho LSP 1 và LSP 2 và (2) thứ hai phân khúc nhãn cho LSP 1 và LSP 3.
Khi gói tin ra khỏi mạng đầu tiên và nhận đƣợc LER3, nó sẽ loại bỏ các nhãn cho LSP 2 và thay thế nó với nhãn LSP 3, trong khi trao đổi LSP 1 nhãn trong gói tin với nhãn tiếp theo. LER4 sẽ loại bỏ cả hai nhãn trƣớc khi gửi gói tin đến đích.
Tóm tắt chƣơng 1
Chƣơng này giới thiệu tổng quan chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS, những thành phần chính của MPLS. Chức năng cơ bản nhất của MPLS là phục vụ cho việc chuyển gói dữ liệu bằng thuật toán chuyển mạch nhãn trên đƣờng dẫn bằng kỹ thuật định tuyến dựa vào địa chỉ đích. Giao thức LDP, CR-LDP, RSVP-TE, BGPv4 sẽ xây dựng đƣờng chuyển mạch nhãn gọi là LSP.
Chuyển tiếp các gói tin có gắn nhãn có ƣu điểm so với chuyển tiếp các gói tin IP bởi vì nó kết hợp những lợi ích của chuyển mạch nhãn cũng đƣợc thành lập trong công nghệ Frame Relay và ATM với sự dễ dàng của việc triển khai của các mạng IP. Phƣơng pháp chuyển tiếp các gói tin mới này thúc đẩy các phát minh những ứng dụng thành công mới bằng cách sử dụng chuyển tiếp dựa trên nhãn: MPLS VPN, kỹ thuật lƣu lƣợng AToM, và VPLS.