1.8 Ưu điểm và ứng dụng của MPLS
1.8.1 Đơn giản hóa chức năng chuyển tiếp
MPLS sử dụng cơ chế chuyển tiếp căn cứ vào nhãn có độ dài cố định nên quyết định chuyển tiếp có thể xác định ngay chỉ với một lần tra cứu chỉ mục trong LFIB. Cơ chế này đơn giản và nhanh hơn nhiều so với giải thuật “longest prefix match” dùng trong chuyển tiếp gói datagram thơng thường.
Ưu điểm lớn nhất của MPLS là ở khả năng thực hiện kỹ thuật lưu lượng (TE: traffic engineering), nó đảm bảo lưu lượng được định tuyến đi qua một mạng theo một cách thức tin cậy và hiệu quả nhất. Kỹ thuật lưu lượng cho phép các ISP định tuyến lưu lượng theo cách họ có thể cũng cấp dịch vụ tốt nhất cho khách hàng ở khía cạnh thơng lượng và độ trễ. MPLS-TE cho phép lưu lượng được phân bố hợp lý q tồn bộ hạ tầng mạng, tối ưu hóa hiệu suất sử dụng mạng. Đây cũng là đối tượng nghiên cứu chính của đề tài này và sẽ được trình bày kỹ ở các chương tiếp theo.
1.8.3 Định tuyến QoS từ nguồn
Định tuyến QoS từ nguồn là một cơ chế trong đó các LSR được xác định trước ở nút nguồn (LSR lối vào) dựa vào một số thông tin về độ khả dụng tài nguyên trong mạng cũng như yêu cầu QoS của luồng lưu lượng. Nói cách khác, nó là một giao thức định tuyến có mở rộng chỉ tiêu chọn đường để bao gồm các tham số như băng thông khả dụng, việc sử dụng liên kết và đường dẫn end-to-end, độ chiếm dụng tài nguyên của nút, độ trễ và biến động trễ.
1.8.4 Mạng riêng ảo VPN
VPN là cho phép khách hàng thiết lập mạng riêng giống như thuê kênh riêng nhưng với chi phí thấp hơn bằng cách sử dụng hạ tầng mạng công cộng dùng chung. Kiến trúc MPLS đáp ứng tất cả các yêu cầu cần thiết để hỗ trợ VPN bằng cách thiết lập các đường hầm LSP sử dụng định tuyến tường minh. Do đó, MPLS sử dụng các đường hầm LSP cho phép nhà khai thác cung cấp dịch vụ VPN theo cách tích hợp trên cùng hạ tầng mà họ cũng cấp dịch vụ Internet. Hơn nữa, cơ chế xếp chồng nhãn cho phép cấu hình nhiều VPN lồng nhau trên hạ tầng mạng.
1.8.5 Chuyển tiếp có phân cấp
Thay đổi đáng kể nhất được MPLS đưa ra không phải ở kiến trúc định tuyến mà là kiến trúc chuyển tiếp. Sự cải tiến trong kiến trúc chuyển tiếp có tác động đáng kể đến khả năng cung cấp chuyển tiếp phân cấp. Chuyển tiếp phân cấp cho phép lồng một LSP vào trong một LSP khác (xếp chồng nhãn hay cịn gọi là điều khiển gói đa cấp). Thực ra chuyển tiếp phân cấp không phải là kỹ thuật mới, ATM đã cung cấp cơ chế chuyển tiếp 2 mức với khái niệm đường ảo (VP) và kênh ảo (VC). Tuy nhiên MPLS cho phép các LSP được lồng vào nhau một cách tùy ý, cung cấp điều khiển gói đa cấp cho việc chuyển tiếp.
1.8.6 Khả năng mở rộng
Chuyển mạch nhãn cung cấp một sự tách biệt toàn diện hơn giữa định tuyến liên miền (inter-domain) và định tuyến nội miền (intra-domain), điều này cải thiện đáng kể khả năng mở rộng của các tiền trình định tuyến. Hơn nữa, khả năng mở rộng của MPLS còn nhờ vào FEC (thu gom luồng), và xếp chồng nhãn để hợp nhất (merging) hoặc lồng nhau (nesting) các LSP. Ngoài ra, nhiều LSP liên kết với các FEC khác nhau có thể được trộn vào cùng một LSP. Sử dụng các LSP lồng nhau cũng cải thiện khả năng mở rộng của MPLS.
1.9 Kết luận chương
Chương I giới thiệu các vấn đề cơ bản của cơng nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức:
• Các thuật ngữ cơ bản trong MPLS: Miền MPLS , lớp chuyển tương đương FEC, đường chuyển mạch nhãn LSP, mã hóa ngăn xếp nhãn…..
• Hoạt động chuyển tiếp và định tuyến trong MPLS: Hoạt động trong mặt phẳng chuyển tiếp ,định tuyến ràng buộc, định tuyến tường minh
• Các giao thức hoạt động chuyển tiếp (LDP, CR-LDP, BGP…)
• Ưu nhược điểm và ứng dụng của MPLS
Các vấn đã nêu ra cho ta cái nhìn tổng quan về cơng nghệ MPLS đang được triển khai nhanh chóng trong mạng NGN của Việt Nam.
CHƯƠNG II
KĨ THUẬT LƯU LƯỢNG TRONG MPLS VÀ CƠ CHẾ BẢO VỆ KHÔI PHỤC ĐƯỜNG
2.1 Tổng quan về kỹ thuật lưu lượng
Kỹ thuật lưu lượng (Traffic Engineering) là quá trình điều khiển cách thức các luồng lưu lượng đi qua mạng sao cho tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên và hiệu năng của mạng. Nó ứng dụng các ngun lý khoa học cơng nghệ để đo lường, mơ hình hóa, đặc trưng hóa và điều khiển lưu lượng nhằm đạt được các mục tiêu khác nhau. Khái niệm TE phân biệt với khái niệm kỹ thuật mạng (Network Engineering). Kỹ thuật mạng liên quan đến việc thiết kế xây dựng topology của mạng sao cho phù hợp với lưu lượng.
2.1.1 Các mục tiêu triển khai kỹ thuật lưu lượng 2.1.1.1 Phân loại
Các mục tiêu triển khai kỹ thuật lưu lượng có thể phân theo hai hướng sau:
Hướng lưu lượng (traffic oriented)
Hướng tài nguyên (resource oriented)
Các mục tiêu hướng dẫn lưu lượng liên quan đến việc tăng cường QoS cho các luồn lưu lượng. Trong mơ hình đơn lớp (dịch vụ best-effort), các mục tiêu này gồm: giảm thiểu mất gói và trễ, tăng tối đa thông lượng và tuân thủ các hợp đồng mức dịch vụ (SLA)… Các mục tiêu hướng lưu lượng bị chặn thống kê (như thay đổi độ trễ gói đỉnh- đỉnh, tỷ lệ mất gói, trễ truyền tối đa) cũng rất hữu ích trong mơ hình dịch vụ phân biệt (Diffserv).
Các mục tiêu hướng tài nguyên liên quan đến việc tối ưu hóa sử dụng tài nguyên. Băng thông là một tài nguyên cốt yếu của mạng, do đó chức năng trọng tâm của kỹ thuật lưu lượng là quản lý hiệu quả tài nguyên băng thơng.
2.1.1.2 Bài tốn nghẽn
Nghẽn thường xảy ra theo hai cách như sau:
• Khi bản thân các tài ngun mạng khơng đủ để cấp cho tải yêu cầu.
• Khi các dịng lưu lượng được ánh xạ không hiệu quả lên các tài nguyên, làm cho một số tập con tài nguyên trở nên q tải trong khi số khác nhàn rỗi.
• Có thể giải quyết tắc nghẽn bằng cách:
o Tăng dung lượng hoặc ứng dụng các kỹ thuật điều khiển tắc nghẽn cổ điển (giới hạn tốc độ, điều khiển luồng, quản trị hàng đợi, điều khiển lịch trình…)
o Dùng kỹ thuật lưu lượng nếu nghẽn là do cấp phát tài nguyên chưa hiệu quả.
Đối tượng giải quyết của kỹ thuật lưu lượng là nghẽn kéo dài chứ không phải nghẽn nhất thời do bùng phát lưu lượng.
2.1.2 Các lớp dịch vụ dựa trên nhu cầu QoS và các lớp lưu lượng
Lưu lượng có thể được tổ chức xoay quanh một khái niệm goi là các lớp dịch vụ (service classes). Các lớp lưu lượng này được định nghĩa theo những hoạt động sau:
• Quan hệ đồng bộ giữa đầu phát và đầu thu: chỉ biến động trễ có thể chấp nhận được một kết nối.
• Tốc độ bit: cố định hay biến đổi
• Loại dịch vụ: hướng kết nối hay khơng kết nối
• Các hoạt động điều khiển luồng.
• Số thứ tự cho thơng tin người sử dụng
• Phân đoạn và tái hợp các PDU (Protocol Data Unit)
2.1.3 Hàng đợi lưu lượng
Nhiều hệ thống (đặc biệt là bộ định tuyến) hỗ trợ một số dạng hàng đợi thông dụng sau:
2.1.3.1 Hàng đợi FIFO
Hàng đợi FIFO (First in, First out) gói theo thứ tự, gói đến trước sẽ được truyền trước.
2.1.3.2 Hàng đợi WFQ
Băng thông rỗi được chia cho các hàng đợi tùy thuộc vào trọng số (weight) của chúng. Xét ví dụ sau có hai luồng lưu lượng A,B,..N và trọng số của chúng được đánh số như hình 2.1 trong đó: có bốn luồng (D,E,F,G) có trọng số 5, có hai luồng có trọng số 4, cịn ở các trọng số khác chỉ có một luồng .