Sau khi loại bỏ các link không thỏa mãn các địi hỏi của trung kế lưu lượng, kết quả có hai ựường LSP là: R1-R2-R3-R6 và R1-R5-R6. Cả hai ựường ựều có tổng cost là 40, ựể chọn một ựường phải giải quyết bằng luật Ộtie-breakỢ.
Hình 4.8: Chọn đường tốt nhất
Trước tiên, băng thơng tối thiểu trên ựường ựược so sánh. Sau khi so sánh, vẫn cịn cả hai đường vì chúng đều cung cấp ắt nhất 50 Mbps băng thơng. Tiếp theo, luật
số hop nhỏ nhất trên đường LSP được áp dụng. Vì đường R1-R5-R6 có hop-count nhỏ hơn nên cuối cùng nó được chọn và q trình tắnh tốn cưỡng bức kết thúc.
4.1.6. Tái tối ưu hóa
Các đặc trưng và trạng thái mạng biến ựộng theo thời gian. Vắ dụ, các tài nguyên mới trở nên khả dụng, các tài ngun bị lỗi được tái kắch hoạt, các tài nguyên ựã cấp phát ựược thu hồi lạị Do vậy, các ựường trung kế lưu lượng ựã thiết lập tối ưu trước đó có thể khơng cịn tối ưu nữạ để duy trì mạng ln ở trạng thái tối ưu nhất, các trung kế lưu lượng phải được tái tối ưu hóạ
Tái tối ưu hóa được thực hiện theo chu kỳ. Sau những khoảng thời gian nhất ựịnh, MPLS-TE thực hiện kiểm tra ựường tối ưu nhất cho các ựường hầm LSP. Nếu xuất hiện ựường tốt hơn ựường hiện dùng thì:
+ Trước tiên, router ựầu nguồn cố gắng báo hiệu thiết lập LSP mới tốt hơn. + Nếu thành cơng, thay thế đường LSP cũ bằng đường LSP mới tốt hơn.
Tái tối ưu hóa phải khơng được gây ra sai hỏng dịch vụ. để thực hiện ựiều này, đường LSP hiện có phải được duy trì cho ựến khi LSP mới ựược thiết lập xong và chuyển trung kế lưu lượng từ đường cũ sang đường mớị Sau đó, đường LSP cũ mới ựược giải tỏạ Khái niệm này gọi là Ộmake before breakỢ
4.2. BẢO VỆ VÀ KHÔI PHỤC đƯỜNG DẪN TRONG MPLS 4.2.1. Giới thiệu 4.2.1. Giới thiệu
MPLS còn hỗ trợ các cơ chế bảo vệ và khơi phục đường dẫn, cung cấp một dịch vụ tin cậy cho việc chuyển tải lưu lượng trong mạng MPLS và tái ựịnh tuyến lưu lượng qua một ựường dẫn chuyển mạch nhãn LSP.
đối với khơi phục bằng tái định tuyến (reroute), đường khơi phục được thiết lập theo yêu cầu sau khi xảy ra sự cố. Khi phát hiện sự cố trên ựường làm việc, một LSR ựứng trước vị trắ lỗi chịu trách nhiệm sửa chữa LSP bị sự cố, nó báo hiệu một đường khơi phục đi vịng qua điểm lỗi và nối vào một nút nào đó nằm sau điểm nối lỗi trên ựường làm việc. đường làm việc này có thể được tắnh tốn sẵn trước hoặc tắnh tốn sau khi phát hiện sự cố. Khi đường khơi phục được thiết lập xong, lưu lượng sẽ ựược chuyển trên ựường này
Trong chuyển mạch bảo vệ thì đường khơi phục được tắnh tốn và thiết lập trước khi xãy ra sự cố trên ựường làm việc. PSL (Path Switch LSP) ựược cấu hình để chuyển mạch lưu lượng sang đường khơi phục ngay khi nó biết có lỗi trên đường làm việc. Vì đường khơi phục đã thiết lập trước nên chuyển mạch bảo vệ nhanh hơn so với khơi phục bằng tái định tuyến.
Trong phần này, ta có một vài khái niệm sau:
+ đường làm việc: Là ựường chuyển tải trung kế lưu lượng trước khi xảy ra lỗị đây là ựường ựược bảo vệ bởi cơ chế khôi phục.
+ đường khôi phục: Là ựường mà trung kế lưu lượng sẽ ựược tái ựịnh tuyến sau khi xảy ra lỗi, ựược thiết lập ựể bảo vệ cho ựường làm việc.
+ PSL (Path Switch LSR): Là LSR đứng trước vị trắ lỗi trên ựường làm việc chịu trách nhiệm chuyển mạch hoặc tái tạo lưu lượng sang đường khơi phục.
+ PML (Path Merge LSR): Là LSR chịu trách nhiệm nhận lưu lượng trên ựường khôi phục, và sẽ: hoặc hợp nhất lưu lượng trở về ựường làm việc, hoặc chuyển lưu lượng ra khỏi miền MPLS nếu bản thân nó là đắch.
+ POR (Point of Repair): Là một LSR chịu trách nhiệm sửa chữa một LSP, nó có thể là một PSL hoặc PML tùy theo cơ chế khơi phục nào được dùng.
+ FIS (Fault Indication Signal): Là bản tin chỉ thị có lỗi xảy ra trên ựường, ựược chuyển tiếp bởi các LSR trung gian cho tới khi nó đến ựược POR. FIS ựược phát ựi theo chu kỳ bởi các nút cận kề vị trắ lỗị
+ FRS (Fault Recovery Signal): Là bản tin chỉ thị một lỗi trên ựường làm việc ựã sửa chữa xong. FRS ựược chuyển tiếp cho tới khi nó đến được một LSR ựảm nhận việc chuyển trả lại ựường nguyên thủỵ
4.2.2. Phân loại các cơ chế bảo vệ khơi phục 4.2.2.1. Sửa chữa tồn cục và sửa chữa cục bộ 4.2.2.1. Sửa chữa toàn cục và sửa chữa cục bộ
Sửa chữa toàn cục là bảo vệ khi có sự cố ở bất kỳ vị trắ nào trên đường làm việc. điểm sửa chữa POR (ở đây chắnh là ingress-LSR) thường cách xa vị trắ lỗi và cần được thơng báo bằng tắn hiệu FIS. Việc khơi phục đường là end-to-end, trong đó đường làm việc và đường bảo vệ tách rời nhau (disjoint) hồn toàn.
Sửa chữa cục bộ cũng nhằm bảo vệ khi có sự cố link hoặc nút nhưng khơi phục nhanh hơn do việc sửa chữa ựược thực hiện cục bộ tại thiết bị phát hiện sự cố. Nút nằm kề trực tiếp trước vị trắ lỗi sẽ đóng vai trị là PSL khởi tạo cơng tác khôi phục.
Sửa chữa cục bộ có thể được thiết lập theo hai trường hợp:
+ Khôi phục link: ựể bảo vệ một link trên ựường làm việc. Nếu một lỗi xảy ra trên link này thì đường khơi phục sẽ nối liền giữa PSL và PML ở hai ựầu link lỗị đường khôi phục và ựường làm việc tách rời nhau ựối với link ựược bảo vệ.
+ Khơi phục nút: để bảo vệ một nút trên đường làm việc. đường khôi phục và ựường làm việc phải tách rời nhau ựối với nút được bảo vệ và các link có nối vào nút
nàỵ PML có thể là nút trên ựường làm việc nằm kề sau nút ựược bảo vệ, hoặc PLM là egress-LSR.
4.2.2.2. Tái ựịnh tuyến và chuyển mạch bảo vệ
đối với khơi phục bằng tái định tuyến (re-route), đường khơi phục được thiết lập theo yêu cầu sau khi xảy ra sự cố. Khi phát hiện sự cố trên ựường làm việc, một LSR đứng trước vị trắ lỗi có vai trị là POR mới bắt ựầu báo hiệu một đường khơi phục ựi vòng qua ựiểm lỗi và nối (merge) vào một nút nào đó nằm sau điểm lỗi trên đường làm việc. đường khơi phục này có thể được tắnh tốn sẵn trước hoặc tắnh tốn sau khi phát hiện sự cố. Khi ựường khơi phục được thiết lập xong, PSL bắt ựầu chuyển lưu lượng trên ựường nàỵ
Trong chuyển mạch bảo vệ thì đường khơi phục được tắnh tốn và thiết lập trước khi xảy ra sự cố trên ựường làm việc. PSL ựược cấu hình ựể chuyển mạch lưu lượng sang đường khơi phục ngay khi nó biết có lỗi trên đường làm việc (trực tiếp phát hiện lỗi hoặc nhờ nhận được FIS). Vì đường khơi phục đã thiết lập trước nên chuyển mạch bảo vệ nhanh hơn so với khôi phục bằng tái ựịnh tuyến. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
4.2.2.3. Ba cách khơi phục bảo vệ tái định tuyến 4.2.2.3.1. Phục hồi liên kết
Giải pháp khắc phục liên kết tìm ra một đường thay thế giữa hai LSR ựược nối với nhau trực tiếp. Mặc dù trong hình chỉ minh họa một FEC gặp sự cố nhưng tất cả các FEC qua liên kết bị hỏng sẽ phải ựịnh tuyến lại cùng lúc và ựược phân bổ trên các ựường dự phịng khác nhau để cân bằng tải lưu lượng.
Q trình khơi phục cho từng FEC ựược thực hiện theo các bước sau :
+ Yêu cầu phục hồi: Sau khi phát hiện liên kết giữa LSR 2 và LSR 3 bị hỏng, LSR 3 phải kiểm tra đường dự phịng được chọn trước cịn đủ tài ngun để đảm bảo QoS của FEC cần phục hồi không bằng cách gửi thông báo Restoration Request sẽ chiếm giữ tài nguyên và chuyển sang bước tiếp theọ
+ định tuyến lại FEC cần phục hồi lên ựường dự phịng đó.
Với phương pháp này rất hiệu quả khi một liên kết bị hỏng. Tuy nhiên, nó khơng thể sử dụng cho trường hợp nhiều liên kết xảy ra hay sự cố xảy ra ở nút mạng.
Hình 4.9: Khắc phục liên kết
4.2.2.3.2. Phục hồi một phần ựường LSP
Phục hồi một phần là tìm ra một đường thay thế từ LSR 3 ựến LSR ựầu vào của FEC cần phục hồi trong miền MPLS. Các bước phục hồi ựược tiến hành như trường hợp trên. Khi một lỗi xuất hiện LSR3 sẽ phát hiện và gửi thơng điệp thiết lập đường dự phịng đến LSR1. Mặc dù phục hồi một phần khắc phục ựược sự cố ở nút nhưng có thể rất chậm nếu LSR phát hiện (LSR3) nằm ở gần LSR lối ra và phức tạp hơn vì FEC bị ảnh hưởng có thể thuộc nhiều LSR ựầu vào khác nhaụ
Hình 4.10: Phục hồi một phần ựường LSP
4.2.2.3.3. Phục hồi toàn bộ ựường liên kết
Phục hồi tồn bộ đường đi là thực hiện định tuyến lại tồn bộ đường đi từ LSR ựầu vào tới LSR đầu rạ Khi lỗi xảy ra , LSR3 thơng báo cho LSR ựầu ra, LSR này sẽ thiết lập một LSP dự phòng theo các bước ựã nêu trong phần trước từ LSR ựầu vào ựến LSR ựầu rạ Cách này linh hoạt hơn cả hai cách trên nhưng thời gian phục hồi lại rất chậm, nhất là khi lỗi xuất hiện tại gần LSR ựầu vàọ
4.2.3. Mơ hình Makam
đây là mơ hình khơi phục MPLS đầu tiên được đề xuất. Nó cung cấp bảo vệ tồn cục cho một LSP bằng cách thiết lập đường khơi phục giữa ingress-LSR và egress-LSR. đường làm việc và khôi phục tách rời nhau (disjoint) cả về link và nút. Khi phát hiện lỗi ở bất kỳ vị trắ nào trên đường làm việc, tắn hiệu FIS ựược dùng ựể chuyển thông báo lỗi về cho ingress-LSR (là PSL). Ingress-LSR sẽ thực hiện chuyển mạch lưu lượng sang đường khơi phục. Mơ hình này hỗ trợ cả đường khơi phục thiết lập sẵn (chuyển mạch bảo vệ) và đường khơi phục thiết lập ựộng (tái ựịnh tuyến).
Hình 4.12: Mơ hình Makam
Ưu điểm: Chỉ cần một đường dự phịng cho mọi sự cố trên ựường làm việc và chỉ cần một LSR có chức năng làm PSL.
Nhược điểm: Mơ hình này có một khoảng thời gian trễ để tắn hiệu FIS truyền ngược về tới PSL. Trong thời gian này, lưu lượng trên ựường làm việc bị mất.
4.2.4. Mơ hình Haskin (Reverse Backup)
Mơ hình này khắc phục nhược điểm mất gói ở mơ hình Makam.
Ngay khi một LSR phát hiện sự cố trên đường làm việc, nó chuyển hướng lưu lượng ựến trên ựường làm việc sang một đường dự phịng đảo đi ngược về PSL. Khi quay trở về đến PSL, lưu lượng được chuyển sang đường khơi phục toàn cục. đường dự phịng đảo và đường khơi phục phải thiết lập sẵn nên cách này tốn kém tài nguyên.
Hình 4.13: Mơ hình Haskin
Một cải tiến khác cho phép PSL chuyển trực tiếp lưu lượng sang đường khơi phục toàn cục ngay khi nó thấy đường dự phịng đảo được dùng. Các gói đầu tiên trong phần lưu lượng được đảo chiều có tác dụng như tắn hiệu FIS. Cách này tối ưu hơn vì đường đi của lưu lượng được bảo vệ ngắn hơn. Tuy nhiên trong thời gian ựầu, lưu lượng mới chuyển ựi trên ựường khơi phục sẽ trộn lẫn với phần lưu lượng được ựảo chiều làm thay ựổi thứ tự gói ban đầụ
4.2.5. Mơ hình Hundessa
Mơ hình Hundessa giống như mơ hình Haskin cải tiến nhưng khắc phục ựược vấn ựề xáo trộn thứ tự góị Khi gói ựầu tiên quay trở về PSL trên ựường dự phịng đảo có tác dụng như tắn hiệu FIS báo cho PSL biết ựã có lỗị PSL đánh dấu gói cuối cùng truyền ra đường làm việc (đang có lỗi) bằng cách đặt một bit trong trường EXP của nhãn, sau đó ngưng đẩy gói ra đường lỗị Khi gói được đánh dấu quay trở về PSL trên ựường ựảo, PSL mới tiếp tục chuyển các gói mới trực tiếp ra đường khơi phục.
4.2.6. Mơ hình Shortest-Dynamic
Trong mơ hình này chỉ có đường làm việc ựược thiết lập. Khi một nút phát hiện sự cố link thì nó phải tắnh tốn rồi báo hiệu thiết lập một đường hầm LSP ngắn nhất ựi từ nó đến nút ở phắa bên kia link bị sự cố và sau đó chuyển mạch lưu lượng (bằng cách xếp chồng nhãn ựể ỘluồnỢ ựường làm việc chui qua ựường hầm tránh lỗi này).
Hình 4.14: Mơ hình Shortest-Dynamic
4.2.7. Mơ hình Simple-Dynamic
Giống như Shortest-Dynamic, cơ chế này cũng là một cơ chế cục bộ. Nút phát hiện sự cố link sẽ chuyển mạch lưu lượng. Sự khác nhau giữa hai cơ chế này là nút cuối cùng của ựường làm việc phải là PML. Sau đó, đường khơi phục sẽ là từ nút phát hiện sự cố ựến nút PML. Trong trường hợp này khơng tắnh tốn trước ựường LSP khơi phục.
Hình 4.15: Mơ hình Simple-Dynamic (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
4.2.8. Mơ hình Simple-Static
Ý tưởng này là giống cơ chế simple-dynamic, nhưng với đường khơi phục đã được tắnh tốn trước khi xảy ra lỗị
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Thế kỷ 21 là thế kỷ của công nghệ thông tin với sự bùng nổ của các loại hình dịch vụ thơng tin, làm gia tăng khơng ngừng nhu cầu về dung lượng mạng. điều này địi hỏi phải xây dựng và phát triển các mạng có dung lượng cao, các mạng phải có giao thức mới, ựảm bảo chất lượng dịch vụ theo yêu cầu, ựồng thời phải ựơn giản và tốc ựộ xử lý phải rất caọ Hệ thống thông tin quang ra ựời cùng với những ưu ựiểm vượt trội của nó đã đáp ứng được u cầu của mạng hiện nay, nó đã và đang áp dụng rộng rãi trên mạng lưới thơng tin tồn cầụ Hiện nay cơng nghệ chuyển mạch nhãn ựa giao thức MPLS là công nghệ ựầy hứa hẹn trong mạng viễn thơng. Kỹ thuật định tuyến và kỹ thuật lưu lượng ựược xem là vấn ựề then chốt ựể ựạt ựược một mạng tối ưu, nó ựiều khiển cách thức các luồng thơng tin ựi qua mạng sao cho tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên và hiệu năng của mạng. Trong luận văn này, tác giả đã trình bày tập trung vào các khắa cạnh như:
+ Giới thiệu công nghệ truyền dẫn quang
+ Công nghệ ghép kênh quang theo bước sóng và kỹ thuật ựịnh tuyến trong mạng quang WDM
+ Kỹ thuật chuyển mạch nhãn ựa giao thức MPLS và kỹ thuật ựịnh tuyến trong MPLS
+ Kỹ thuật lưu lượng MPLS-TE
Tuy nhiên, công nghệ truyền dẫn quang và kỹ thuật ựịnh tuyến trong truyền dẫn quang là một lĩnh vực rộng lớn. Trong bản luận văn, tác giả chưa nghiên cứu ựược một số vấn ựề như:
+ GMPLS (Generalized MPLS): Hiện tại, MPLS vẫn thuộc loại chuyển mạch ựiện. Tuy nhiên, hướng phát triển tiếp theo của MPLS là GMPLS (Generalized MPLS), trong đó áp dụng ý tưởng chuyển mạch nhãn vào chuyển mạch quang, xem các bước sóng quang như là nhãn.
+ Ứng dụng, triển khai kỹ thuật MPLS trong mạng riêng ảo VPN Và đó cũng là hướng phát triển tiếp theo của ựề tàị
Do thời gian có hạn và do tắnh chất phức tạp cũng như sự phát triển nhanh chóng của cơng nghệ, luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót. Tác giả rất mong ựược sự chỉ bảo từ các thầy cơ và góp ý từ các bạn, đồng nghiệp để có thể hồn thiện hơn trong việc tìm hiểu cơng nghệ nàỵ
Một lần nữa tôi xin trân thành cảm ơn thầy giáo TS. Nguyễn Viết Nguyên ựã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tơi trong q trình nghiên cứu luận văn nàỵ
LỜI CẢM ƠN
Trước hết, cho phép tôi gửi lời cảm ơn ựến thầy giáo hướng dẫn tôi là TS.Nguyễn Viết Nguyên, người ựã hướng dẫn và giúp đỡ tơi trong q trình nghiên cứu hồn thành luận văn nàỵ Cho phép tơi gửi lời cảm ơn đến tất cả các bạn sinh viên cùng thực tập và làm việc trong suốt quá trình làm đồ án, đặc biệt là tập thể lớp Cao học K2 - Khoa ựào tạo sau ựại học chuyên ngành Kỹ thuật ựiện tử - Viện ựại học Mở Hà Nộị Xin chúc các bạn thành công trên con đường sự nghiệp.
Tơi cũng xin gửi lời cảm ơn ựến tác giả nghiên cứu về kỹ thuật ựịnh tuyến, kỹ