3. Các khái niệm cơ bản trong MPLS
3.26. Sáp nhập nhãn
Giả sử rằng một LSR đã gắn kết nhiều nhãn vào một FEC cụ thể.Khi chuyển tiếp các gói tin trong đó FEC, người ta sẽ muốn có một nhãn duy nhất gửi đi được áp dụng cho tất cả các gói tin . Thực tế là hai gói khác nhau trong FEC đến với các các nhãn đến khác nhau đến là không thích hợp ; người ta muốn chuyển tiếp chúng với cácnhãn đi cùng. Khả năng làm như vậy được gọi là "nhãn sáp nhập".
Chúng tôi nói rằng một LSR có khả năng nhãn sáp nhập nếu nó có thể nhận được hai gói tin từ những giao diện đến khác nhau , và / hoặc với các nhãn khác nhau, và gửi cả hai gói dữ liệu ra cùng một giao diện đi cùng với các nhãn.Một khi các gói tinđược truyền đi , các thông tin đến từ giao diện khác nhau và / hoặc với các nhãn khácnhau đến bị mất.
Một LSR không có khả năng hợp nhất nhãn nếu hai gói bất kỳ đến từ những interface khác nhau , hay với những nhãn khác nhau , thì các gói tin phải được truyền đi ra với những interface khác nhau , hoặc với nhãn khác nhau. ATM- LSRs bằng cách sử dụng bảng mã SVC hoặc SVP không thực hiện nhãn sáp nhập. Nếu một LSR cụ thể không thực hiện nhãn sáp nhập, sau đó nếu hai gói dữ liệu trong cùng một FEC đến với các nhãn đến khác nhau , chúng phải được chuyển tiếp với các nhãn đi khác nhau. Với nhãn sáp nhập, số lượng nhãn đi mỗi FEC chỉ cần là 1,không có cần sáp nhập nhãn, số lượng nhãn đi mỗi FEC có thể lớn như số lượngcác nút trong mạng.
Nhãn kết hợp , số lượng các nhãn đến qua FEC mà một LSR cụ thể không bao giờ được lớn hơn số lượng nhãn phân phối. ngược lại , thì số lượng nhãn đến sẽ bằng với số kượng các nút upstream điều khiển chuyển tiếp lưu thông trong FEC đến một LSR. Trong thực tế , một LSR xác định những nhãn đến thì rất khó và nó phải được hỗ trợ cho một FEC cụ thể.
Các kiến trúc MPLS chứa cả hai sáp nhập và không sáp nhập LSR, nhưng cho phépcho một thực tế rằng có thể có những LSR không hỗ trợ nhãn sáp nhập.Điều này dẫnđến vấn đề đảm bảo hoạt động liên chính xác giữa các LSR sáp nhập và sáp
nhập.Vấn đề này có phần khác nhau trong trường
hợp của datagram media so với trường hợp của ATM.
Các thủ tục chuyển tiếp MPLS này rất giống các thủ tục chuyển tiếp được sử dụng trong kỹ thuật như ATM và Frame Relay.có nghĩa là, một đơn vị dữ liệu đến , một nhãn (VPI / VCI hoặc DLCI) là tra cứu trong một bảng "cross- connect" , trên cơ sở đóviệc tra cứu một cổng đầu ra được chọn, và giá trị nhãn hiệu được ghi lại.Trong thực tế, nó có thể sử dụng công nghệ đó để chuyển tiếp MPLS, một giao thức phân phối nhãn có thể được sử dụng như "giao thức truyền tín hiệu" để thiết lập các bảngcross-connect.
Tuy nhiên, các công nghệ này không hỗ trợ khả năng sáp nhập nhãn.Trong ATM, nếucố gắng để thực hiện nhãn sáp nhập, kết quả có thể là sự đan xen của các cell từcác gói tin khác nhau.Nếu cell từ các gói dữ liệu khác nhau bị đan xen, thì không thể lắp ráp lại các gói tin. Một số Switch Frame Relay sử dụng cell chuyển mạch trên backplanes của nó. Những switch này có có khả nẵng hỗ trợ kết hợp nhãn , nhưng các cell từ những gói khác nhau có thể bị đan xen , và dẫn đến không thể ráp các cói tin lại.
Hai giải phát cho vấn đề này :
- MPLS cho phép sử dụng các non-merging LSR.
- MPLS cho phép sủ dụng các switch ATM để có chức năng như merging LSR
Từ khi MPLS hổ trợ cả merging và non-merging LSR , MPLS cũng kèm theo các quy trình để đảm bảo liên lạc giữa chúng hoạt động một cách chính xác
3.26.2. Nhãn cho các LSR sáp nhập nhãn và LSR không sáp nhập nhãn
Một upstream LSR hỗ trợ sáp nhập nhãn cần gửi đi một nhãn cho mỗi FEC. Một upstream neighbor không hỗ trợ kết hợp nhãn cần phải gửi nhiều nhãn cho mỗi FEC. Tuy nhiên , lại không biết được nó phải cần bao nhiêu nhãn. điều này còn phụ thuộc vào số lượng LSR là upstream đối vối FEC được đề cập.
Trong kiến trúc MPLS, nếu một upstream neighbor không hỗ trợ sáp nhập nhãn, nó sẽ không gửi bất kỳ nhãn cho một FEC nếu nó không nhận được yêu cầu nhãn cho FEC đó. Nó có thể nhận nhiều yêu cầu và đưa ra một nhãn mới với mỗi lần yêu cầu. Khi downstream neighbor không hỗ trợ kết hợp nhãn nhận một yêu cầu từ upstream , nó sẽ phải lần lượt hỏi những downstream neighbor của nó ,đề có được nhãn cho FEC được đề cập
Một số nút hỗ trợ kết hợp nhãn , nhưng chỉ có thể kết hợp một số lượng giới hạn các nhãn đến vào một nhãn đi. Giả sử về nút này chỉ cho phép kết hợp bốn nhãn
đến vào một nhãn đi do giới hạn của phần cứng. trong trường hợp nó có sáu nhãn đến cho một FEC , thì nó có thể sát nhật cho hai nhãn đi.
3.26.3. Sáp nhập trên ATM
3.26.3.1. Phương thức loại bỏ vấn đề tế bào đan xen
Có một số phương pháp có thể được sử dụng để loại bỏ vấn đề tế bào đan xen trong ATM:
o Kết hợp VP , sử dụng mã hóa SVP Multipoint : Khi kết hợp VP được sử dụng
nhiều đường dẫn ảo sẽ được kết hợp vào một đường dẫn ảo , nhưng các gói dữ liệu từ các nguồn khác nhau được phân biệt bằng cách sử dụng các VCI khác nhau trong VP
o Kết hợp VC : các switch được yêu cầu để một bộ đệm các cell từ một gói cho đến khi nhận được toàn bộ gói đó.
Kết hợp VP thuận lợi hơn với việc thực hiện chuyển đổi các ATM switch hiện tại. có thể triển khai bằng các sử dụng hệ thống mạng sẵn có. Không giống như VC , VP không bị trẽ tại điểm kết hợp và cũng không yêu cầu thêm những bộ đệm. Tuy nhiên, nó có những bất lợi mà nó đòi hỏi sự điều phối không gian VCI trong mỗi VP.
Sự so sánh giữa khả năng tương thích với thiết bị hiện có so với việc thực hiện giao thức phức tạp và khả năng mở rộng thể hiện mong muốn giao thức MPLS hỗ trợ cả kết hợp VP và kết hợp VC. như vậy mỗi ATM switch tham gia MPLS cần phải biết những ATM lân cận trực tiếp của nó thực hiện kết hợp VP , VC, hoặc không kết hợp.
3.26.3.2. Kết hợp VS, Kết hợp VP, và Không kết hợp
Liên hệ giữa những hình thức kết hợp khác nhau qua ATM có thể được mô tả bằng ví dụ liên hệ giữa VC merge và non-merge.
Trong trường hợp kết hợp VC và không kết hợp nút thì kết nối chuyển tiếp giữa các tế bào được thực hiện trên một VC (tức là, ghép nối VPI và VCI).Với mỗi nút , nếu upstream neighbor thực hiện kết hợp VC thì upstream neighbor chỉ yêu cầu một VPI/VCI cho mỗi luồng cụ thể. Nếu upstream neighbor không thực hiện kết hợp , thì lân cận của nó sẽ yêu cầu một VIP/VCI cho mỗi luồng của chính nó , công với VPI/VCI dể có thể đi qua upstream neighbors. Số
lượng yêu cầu sẽ được xác định bằng cách cho phép các nút upstream yêu cầu VPI / VCI bổ sung từ các ownstream neighbor.
Một phương pháp tương tự để hỗ trợ các nút thực hiện kết hợp VP là sẽ yêu cầu một VP(identified by a VPI) , một vài VCI ở trong VP , thay cho việc yêu cầu một hay một số VPI/VCI từ downstream neighbor của nó. Hơn nữa, giả sử rằng một nút non-merge là downstream từ hai nút thực hiện kết hợp VP. thì nút này sẽ yêu cầu một VPI/VCI (cho những lưu thông từ chính nó ) cộng với hai VP (cho mội nút upstream ) , kết hợp với những quy định của một tập VCI () được yêu cầu từ nút upstream )
Để hỗ trợ tất cả các kết hợp VP, VC , và không kết hợp ,phải cho phép các nút upstream yêu cầu một sự kết hợp của không hay nhiều các định danh VC (bao gồm một VPI / VCI), cộng với không hay nhiều VPS (xác định bởi các VPI) với mỗi số xác định của các VC (được xác định bởi một tập hợp các VCI trong nội bộ VP).
Từ đó các nút kết hợp VP sẽ yêu cầu một VP, với một VCI cho lưu thông mà nó bắt nguồn (nếu có) cộng với một VCI cho mỗi yêu cầu VC từ phía trên .
- Nút kết hợp VC sẽ chỉ yêu cầu một VPI / VCI (kể từ khi chúng có thể kết hợp tất cả lưu thông truy cập upstream thành một VC).
- Những nút không kết hợp sẽ thông qua bất kỳ yêu cầu nào nhận từ phía trên , cộng với yêu cầu 1 VPI/VCI cho những lưu thông mà nó bắt đầu
3.27. Đường hầm và Phân tầng
Đôi khi một Router Ru tạo ra một gói tin đặc biệt để chuyển cho một Router Rd , mặc dù Ru và Rd không phải là router liên tiếp nhau trên các đường Hop-by-hop của gói tin, và Rd không phải là đích của gói tin.Ví dụ , điều này thực hiện bằng cách đóng gói gói tin ở lớp mạng với đích là đĩa chỉ của Rd , như vậy một đường hầm được tạo ra từ Ru đến Rd. Những gói tin này được gọi là Gói tin đường hầm
3.27.1. Đường hầm định tuyến trạm – trạm
Nếu một gói Tunneled đi theo một đường Hop-đến-hop từ Ru đến Rd, thì nó gọi là "đường hầm định tuyến Hop đến Hop" có "ransmit endpoint" là Ru và "receive endpoint" là Rd.
3.27.2. Đường hầm định tuyến trực tiếp
Nếu một gói tunneled đi từ Ru đến Rd trên một đường khác so với đường
đi Hop-by-hop, đó là một "đường hầm định tuyến trực
một gói tin thông qua một đường hầm định tuyến trực tiếp bằng cách đóng gói đường đi của nó trong trong một gói tin.
3.27.3. Đường hầm LSP
Nó có thể thi hành một đường hầm như một LSP, và sử dụng chuyển mạch nhãn thay vì đóng gói lớp mạng để chuyển các gói tin đi qua đường hầm.Đường hầm sẽ là một LSP , trong đó R1 là thiết bị truyền truyền của đường hầm, và Rn là thiết bị nhận củađường hầm. được gọi là một "đường hầm LSP".
Tập hợp các gói tin được gửi qua đường hầm LSP tạo thành một FEC, và mỗi LSRtrong đường hầm phải gán một nhãn đến FEC (tức là, phải gán nhãn cho đường hầm).Các tiêu chí giao một gói tin cụ thể một đường hầm LSP là một vấn đề cục bộthiết bị truyền của đường hầm. Để đặt một gói tin vào một LSP đường hầm, các thiết bị truyền đẩy một nhãn cho đường hầm vào stack nhãn và gửi các gói tin có nhãn đến hop kế tiếp trong đường hầm
Nếu thiết bị nhận không cần thiết phải xác định gói tin mà nó nhận thông qua đường hầm , chồng nhãn có thể được lấy ra tại LER ở cuối đường hầm
Đường hầm "định tuyến Hop-by-Hop LSP " là một đường hầm được thực thi như việc định tuyến hop-by-hop LSP giữa các thiết bị truyền và thiết bị truyền nhận. một đường hầm "Explicitly Routed LSP" là một đường hầm LSP sử dụng định tuyến trực tiếp.
3.27.4. Phân tầng: Đường hầm LSP trong LSPs.
Hãy xem xét một LSP <R1, R2, R3, R4>.Chúng ta hãy giả sử rằng R1 nhận được P gói không có nhãn, và đẩy vào chồng nhãn nhãn của nó để nó biết sẽ theo con đường này, và trong thực tế đây chính là Hop-by-hop. Tuy nhiên, tiếp tục giả sử rằng R2 và R3 không được kết nối trực tiếp , nhưng là "lân cận" thiết bị đầu cuối của một đường hầm LSP.Vì vậy, thực tế trình tự của P là <R1, R2, R21, R22, R23,R3, R4>.
Khi P đi từ R1 đến R2, nó sẽ có một Chồng nhãn có độ sâu 1.R2, chuyển mạch trên nhãn, xác P phải đi vào đường. R2 đầu tiên thay thế các nhãn đến với một nhãn hiệucó ý nghĩa đến R3.Then nó đẩy vào một nhãn mới. Nhãn cấp 2 này có ý nghĩa đến R21 , chuyển mạch thực hiện trên nhãn cấp 2 của R21 , R22 , R23. R23 đó là hop cuối cùng trong đường hầm R2-R3 , lấy chồng nhãn trước khi chuyển tiếp các gói đến R3. Khi R3 thấy gói P , P chỉ có một nhãn cấp 1 đi ra khỏi đường hầm. R3 là hop cuối trong cấp 1 LSP của p , nó lấy chồng nhãn , và R4 sẽ nhận P không có nhãn.
Cơ chế stack cho phép đường hầm LSP có lồng ghép vào những độ sâu bất kỳ.
Giả sử P đi theo cấp 1 LSP <R1, R2, R3, R4>, và khi đi từ R2 đến R3 đi theo một Level 2 LSP <R2, R21, R22, R3>. Từ cấp hai , nhãn của R2 được phân phối là R21 , còn từ cấp 1 nhãn được phân ngang hàng với là R1 và R3. Ta có hệ thống phân phối nhãn cho mỗicấp. Phần 4.6 và 4.7 là một số phương thức sử dụng trong sự phân cấp này. Trong ví dụ này R2 , và R21 phải cùng là lân cận IGP của nhau , nhưng giữa R2 và R3 thì không cần thiết
Khi hai LSR là lân cận IGP với nhau , chugn1 ta sẽ gọi chúng là "phân phối nhãn ngang hàng cục bộ ". Khi hai LSR có thể phân phối nhãn ngang hàng , nhưng không là lân cận IGP , chúng ta sẽ gọi là "phân phối nhãn ngang hàng từ xa". Trong ví dụ trên , R2 và R21 là phân phối nhãn ngang hàng cục bộ , nhưng R2 và R3 là phân phối ngang hàng từ xa
Kiến trúc MPLS hỗ trợ hai cách để phân phối nhãn ở các lớp khác nhau của hệ thống phân cấp: ngang hàng tường minh và ngang hàng tiềm ẩn.
- Explicit Peering: trong explicit peering, một nhãn được phân phối qua giao thức phân phối nhãn , chính xác nó giống như việc phân phối nhãn ngang hàng cục bộ. ký thuật này rất hữu ích khi số lượng các nhãn phân phối ngang hàng từ xa nhỏ hay khi số các nhãn ở cấp cao hơn lơn , hay khi việc phân phối nhãn từ xa trong một miền định tuyến riêng biệt
- Implicit Peering: sẽ không gửi thông điệp giao thức phân phối nhãn đến những địa chỉ ngang hàng , thay vào đó để phân phối các nhãn ở cấp cao hơn từ xa là mã hóa nhãn ở cấp cao hơn như là một thuộc tính của nhãn ở cấp thấp hơn , và phân phối nhãn của cấp thấp hơn cùng với thuộc tính đó đến những điểm cục bộ. Từ đó nó sẽ tuyên truyền thông tin đến những điểm khác. Quá trình này diễn ra cho đến khi thông tin đến được với điểm phân phối nhãn ở xa
Kỹ thuật này là hữu ích nhất khi số lượng của phân phối nhãn ngang hàng từ xa lớn. Implicit peering không yêu cầu một n vòng mắt lưới để phân phối nhãn đến các điểm ở xa bởi vì thông tin được hỗ trợ qua việc phân phối nhãn cục bộ. Tuy nhiên nó yêu cầu các nút trung gian phải lưu giữ thông tin không được quân tâm trực tiếp đến
3.28. Giao thức truyền đối với việc phân phối nhãn
Một giao thức phân phối nhãn được sử dụng giữa các nút trong một mạng MPLS để thiết lập và duy trì các ràng buộc nhãn.Để MPLS hoạt động một cách chính xác, thông tin phân phối nhãn cần phải được truyền đi một cách tin cậy, và thông điệp của giao thức phân phối nhãn liên quan đến một FEC cụ thể cần phải được truyền theo thứ
tự.dòng điều khiển có khả năng mang nhiều thông điệp nhãn trong một datagram duy nhất.
Một cách để đáp ứng những mục tiêu là sử dụng TCP, được thực hiện trong [MPLS- LDP] và [MPLS-BGP.
3.29. BGP và LDP
Trong nhiều tình huống, người ta mong muốn để liên kết nhãn Các FEC có thể được xácđịnh với các tuyến đường đến địa chỉ prefix (xem phần 4.1).Nếu có một tiêu chuẩn,thuật toán định tuyến được triển khai rộng rãi trong đó phân phối những định tuyến,có thể lập luận rằng phân phối nhãn là cách tốt nhất đạt được để triển khai
Ví dụ, BGP phân phối các định tuyến , và nếu một BGP cũng có nhu cầu cũngphân phối các nhãn đến một BGP ngang hàng thì bằng cách sử dụng BGP để làmphân phối nhãn (xem [MPLS-BGP]) có một số lợi thế. Đặc biệt, BGP phản xạ tuyến đường để phân phối nhãn, do đó cung cấp một lợi thế khả năng mở rộng đáng kể so với