Như đã nêu ở trên, các đăng ký lịch sử được cập nhật mỗi chu kỳ với thông tin về băng thông bị chiếm cho nút nguồn ở mỗi đường dẫn. Trong ví dụ cuối cùng, khi thuật tốn lựa chọn đường dẫn thứ hai, băng thơng mới bị chiếm dụng bởi nút này trong đường dẫn thứ hai này sẽ là 65%. Điều quan trọng cần lưu ý rằng băng thông chiếm dụng này chỉ là băng thông mà nút biết, nhưng nó có thể khơng 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 thơng
40%
25%
Đăng ký tuyến 2 Lưu lượng vào
địi hỏi 40% băng thơng 1) (40+40)% băng thơng 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 đường dẫn và nút nguồn, thông tin chiếm dụng sẽ không được cập nhật. Chỉ có bảng dự đốn của các đường dẫn được lựa chọn là được cập nhật. Nếu kết nối được thiết lập thì bộ đếm tương ứng của bảng dự báo bị giảm, nhưng nếu kết nối bị chặn thì bộ đếm được tăng lên. Trong ví dụ trên, nếu kết nối được thiết lập bộ đếm của mục nhập 01 của bảng dự đoán của các đường dẫn 2 sẽ là 0, nhưng nếu kết nối bị chặn bộ đếm sẽ là 2.
2.2. Định tuyến QoS liên miền[14]
Định tuyến liên miền được mong đợi là càng đơn giản càng tốt. Tính ổn định và tính co dãn là các đặc trưng quan trọng nhất ở mức này. Như 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 lịng vòng.
Hỗ trợ việc gộp địa chỉ.
Xác định xem có đường nào tới đích hỗ trợ được các yêu cầu QoS hay không.
Xác định đa đường tới đích, dựa trên các lớp dịch vụ (đây là tuỳ chọn). Trong suốt những năm qua số lượng 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 được 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 được khả năng cung cấp ổn định cho các mạng lớn nhất từng được triển khai, và thứ ba, nó được ưu 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 lưu lượng vào và ra của nó theo ưu 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.
Mặc dù BGP có nhiều điểm mạnh nhưng nó cũng cịn một vài điểm yếu. Ví dụ, trong nhiều trường hợp BGP yêu cầu hàng chục phút để phục hồi từ một tuyến đường hoặc một liên kết thất bại. Hơn nữa, mặc dù BGP cho phép một hệ
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 lưu lượng đi vào một hệ thống tự trị như thế nào qua nhiều đường dẫn có thể. Thêm vào đó, mỗi router BGP chỉ thông báo tuyến đường tốt nhất mà nó biết đến bất kỳ đích nào được cho thêm vào đầu. Điều này có nghĩa là, các đường dẫn thay thế có thể được sử dụng bởi bất kỳ nguồn lưu lượng nào sẽ không được nhận ra bởi vì động thái lược bớt cố hữu của BGP. Các biện minh cho hành vi này là BGP về bản chất được thiết kế để giải quyết khả năng mở rộng và ổn định tổng thể thay vì liên quan đến các vấn đề như 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 lưu lượng sử dụng BGP
Nhiều nhà nghiên cứu và các nhà sản xuất đang cố gắng để tăng cường BGP với các khả năng mới như kỹ thuật lưu lượng, và các mở rộng QoS, chủ yếu là vì tính phổ biến và thành cơng của BGP tại thời điểm hiện tại. Điều quan trọng là mặc dù phiên bản chưa mở rộng của BGP thể hiện chức năng hữu hạn nhưng nó thực sự là một giao thức định tuyến phức tạp, nơi mà các lỗi và sự thiết lập cấu hình lỗi khơng 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 cường BGP không chỉ có xu hướng biến nó thành giao thức phức tạp hơn, mà còn cho thấy nếu như sự bổ sung của tất cả các cải tiến này trong một môi trường thực không thể chôn vùi giao thức này.
2.2.2. Các phương pháp che phủ
Thay vì tăng cường BGP, một sự lựa chọn cho định tuyến QoS liên miền là phương pháp che phủ, một phương pháp đã trở thành một ứng cử viên thích hợp để giải quyết vấn đề. Ý tưởng chính đằng sau các khái niệm che phủ là để tách riêng phần điều khiển chiến lược 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 được điều khiển và báo hiệu như thế nào. Các cải tiến BGP có xu hướng cung cấp việc truyền tín hiệu trong dải, trong khi phương pháp che phủ cung cấp sự truyền tín hiệu ngồi dải. Trong trường hợp này, điều quan trọng cần lưu ý là hiện nay cách duy nhất cho kỹ thuật lưu lượng liên miền trong các mạng IP là bằng phương pháp cấu hình thơng minh BGP. Do đó, cuối cùng cả hai cơ chế dựa vào sự điều chỉnh thích hợp BGP để thực hiện theo các chính sách lưu
lượng tương ứng của chúng. Điều đáng chú ý là, trong khi các phương pháp tiếp cận trước 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 thường xuyên hơn. Trong khi các sự mở rộng quan trọng và các cải tiến đáng kể BGP chắc chắn sẽ được 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 mơ hình lưu lượng 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 trước đây dường như không thể thực hiện tại thời điểm hiện tại.
Kiến trúc lớp phủ thích hợp khi các miền truyền thơng được multihomed, và do đó có thể cần một số loại cơ chế để nhanh chóng thay đổi hoạt động lưu lượng của chúng tùy thuộc vào các điều kiện mạng. Multihoming là xu hướng mà phần lớn các hệ thống tự trị sơ khai thực hiện trong internet ngày nay, mà chủ yếu là cố gắng để đạt được 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 được multihomed. Thêm vào đó, hiện nay các đặc tính lưu lượng liên miền tiết lộ rằng một hệ thống tự trị sẽ trao đổi lưu lượng với phần lớn internet, chỉ một số ít hệ thống tự trị chịu trách nhiệm về lưu lượng lớn nhất hiện tại. Hơn nữa, lưu lượng này chủ yếu là trao đổi giữa các hệ thống tự trị không được kết nối trực tiếp; thay vào đó chúng thơng thường là 2, 3, 4 chặng cách xa. Như vậy, có thể hình thành một kiến trúc lớp phủ phân bố hoàn toàn và lớp định tuyến được thiết kế cụ thể để cung cấp định tuyến đảm bảo QoS liên miền giữa các hệ thống tự trị được multihomed không ngang hàng được lựa chọn theo chiến lược.
Động lực quan trọng nhất cho lưu lượng ảnh hưởng theo cách này là với chỉ một số rất nhỏ thực thể lớp che phủ, nhưng nằm ở vị trí chiến lược được lựa chọn từ xa các hệ thống tự trị multihomed đủ để kiểm soát một phần quan trọng của lưu lượng cho loại hệ thống tự trị triển khai rộng rãi nhất trong Internet hiện nay. Một lợi thế lớn của chương trình này là khơng 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 mơ hình che phủ. Như vậy, sự phức tạp của sự cung cấp QoS động được đẩy tới mép của mạng bằng một cấu trúc lớp che phủ được 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 lưu lượng trong số chúng, kiểm tra việc tuân thủ những thỏa thuận mức độ dịch vụ, và cấu hình
chính xác lớp BGP cơ bản đang chạy để bỏ qua các vấn đề của mạng như các liên kết hỏng, hoặc sự xuống cấp của các dịch vụ cho bất kỳ lớp của dịch vụ (CoS) nào. Bản chất của phương 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 phịng tài ngun liên miền. Ngồi ra, có thể hình thành QoS liên miền end-to-end động mà khơng cần bất kỳ sự dự phòng tài nguyên nào, và để thực hiện theo các mơ hình phi kết nối IP, miễn là QoS end-to-end linh hoạt là được đảm bảo. Một lần nữa, cách tiếp cận lớp phủ xuất hiện như là ứng cử viên hoàn hảo để cung cấp các loại giải pháp.
Một thách thức lớn trong phương 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 được phân bố hoàn toàn và một lớp định tuyến được 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 được 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. Như 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 thường xuyên sẽ chuyển thành cập nhật BGP thường xuyên, điều mà có thể dẫn đến sự khơng ổn định định tuyến. Bản chất tác động trở lại của lớp định tuyến che phủ hoạt động sau đó như là một lớp bổ sung được 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 phương pháp tiếp cận lớp che phủ phân phối cho định tuyến QoS liên miền đưa 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 trường
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 được khả năng phục hồi trong việc truy cập Internet của chúng. Một tác dụng phụ tích cực của chiến lược này là tránh được 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 ưu hóa q trình định tuyến trong lõi và giữ cho kích thước của bảng định tuyến có thể quản lý được. 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 ngồi trong Internet IPv6 là BGP4C, mà là một phần mở rộng của BGP phiên bản 4, giao thức cổng bên ngoài của Internet IPv4).
Nhưng nếu multihoming (vấn đề trung tâm cho sự thành công của một mạng Internet dựa trên IPv6), như được biết trong Internet IPv4 và cũng được áp dụng trong IPv6, hiệu quả về kích thước bảng định tuyến IPv6 là dự đốn được. Với một không gian địa chỉ lớn hơn rất nhiều, kích thước của các bảng định tuyến trong lõi của một bộ định tuyến IPv6 với multihoming khơng kiểm sốt được có khả năng bùng nổ vượt ra ngồi khả năng có thể điều khiển, hoặc ít nhất là vượt q mức mà các thiết bị chuyển mạch lõi mang lại hiệu quả về giá có thể được sản xuất. Nỗ lực hơn nữa phải được dành cho việc đề xuất một phương pháp tiếp cận mới cho multihoming IPv6. Sự đồng thuận giữa các nhà cung cấp và khách hàng được xây dựng xung quanh một giải pháp mà là cả hai công nghệ âm thanh và khả năng thương 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 tương lai - các tình trạng hiện tại của tiêu chuẩn hóa cho multihoming IPv6 khơng phải là rất đáng khích lệ. Multihoming trong IPv6 đã được xem như là một vấn đề của host cuối cùng, nhưng thực tế là các tiêu chuẩn IPv6 cho phép nhiều địa chỉ IPv6 được gán cho thiết bị đầu cuối kết thúc.
Multihoming ở cấp độ nhà cung cấp đã không gây được nhiều sự chú ý, hoặc, và một số kiến nghị cho cấu trúc kết nối của các ISP đã khơng tạo ra lợi ích đủ và do đó, chưa bao giờ được 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 được sử dụng. Các công ty nhỏ kết nối Internet của họ mua từ một nhà cung cấp có thể được
kết nối qua hai hay nhiều liên kết độc lập, để nâng cao độ tin cậy. Trong trường hợp này, khách hàng sử dụng một định danh hệ thống tự trị trong cái ngang hàng của nó với nhà cung cấp. Trong trường hợp phạm vi địa chỉ được chỉ định cho khách hàng không phải là được kết hợp lại thành một trong những phạm vi địa chỉ của nhà cung cấp, định danh này được loại bỏ tại các điểm ngang hàng của