CH NG 6 : M NG TC CAO VÀ N GD NG CÁC CÔNG NGH MI
6.3. Công ngh chuy nm ch nhãn đa giao th c MPLS (MultiProtocol Label Switching)
Label Switching)
6.3.1. M đ u
Chuy n m ch nhãn đa giao th c MPLS là m t k thu t truy n d li u trong công ngh m ng truy n thông, đ c chu n hóa b i t ch c IETF trong khuy n ngh RFC 3031.Ý t ng c b n c a MPLS là cung c p m t d ch v truy n gói tin th ng nh t cho chuy n m ch kênh và chuy n m ch gói d a trên các thi t b chuy n m ch t c đ cao, có c u trúc đ n gi n. MPLS có kh n ng h tr nhi u mơ hình d ch v và qu n lý đ c l u l ng nên có th đ c dùng đ chuy n t i nhi u lo i l u l ng khác nhau nh tho i, s li u, video...
MPLS đ c xem là s tích h p gi a cơng ngh chuy n m ch gói và chuy n m ch kênh, gi a ch c n ng đnh tuy n trên n n t ng IP và ch c n ng chuy n m ch trên n n t ng ATM.
6.3.2. Ki n trúc và nguyên t c ho t đ ng MPLS Mơ hình OSI Mơ hình OSI T ng V t lý T ng Liên k t T ng V n chuy n T ng M ng T ng ng d ng T ng Trình bày T ng Phiên T ng V t lý ATM-FR_Ethernet_PPP Internet Protocol IP MPLS
C u trúc m ng MPLS: M t cách t ng quát, c u trúc m ng MPLS g m có 2 ph n biên và lõi. Ch c n ng các thành ph n trong m ng tách bi t. Ch c n ng chuy n m ch nhãn và chuy n gói có xu h ng t p trung ph n lõi, ch c n ng x lý gói và đnh tuy n đ c đ y v thành ph n biên. B đnh tuy n biên LER (Label Edge Router) là ph n t biên c a m ng MPLS th ng đ c tích h p các giao th c đnh tuy n MPLS và IP. Ph n t này còn đ c g i là b đnh tuy n PE (Provider Edge). Tùy theo v trí c a LER đ i v i chi u đi c a gói tin g i LER là b đnh tuy n đ u vào (Ingress) hay đ u ra (Egress). B đnh tuy n lõi LSR (Label Switch Router) là ph n t n m trong m ng MPLS, th c hi n ch c n ng đnh tuy n d a trên vi c chuy n m ch nhãn. Ph n t này còn đ c g i là b đnh tuy n P (Provider).
Nguyên t c chuy n m ch nhãn MPLS: Gói tin ch a đ c gán nhãn MPLS đ c chuy n đ n LER đ chuy n qua m ng MPLS, LER s xác đnh và phân lo i gói tin vào các l p g i là l p chuy n ti p t ng đ ng FEC (Forwarding Equivalence Class). Ph n Header MPLS c a gói tin s đ c thêm b ng cách chèn thêm m t ho c nhi u nhãn tr c gói tin. Sau đó, gói tin đ c chuy n đi trên tuy n logic g i là h m (Tunnel) đ đ n Router k ti p trên đ ng đ n đích. Vi c n đnh FEC d a trên m t ph n ho c toàn b đa ch l p m ng đích. Các gói tin thu c cùng m t FEC s đ c chuy n đi trên cùng m t tuy n g i là LSP (Label Switch Path). C ch chuy n gói theo các LSP cho th y tính đnh h ng k t n i c a MPLS.
Hình 6.13 Nguyên t c ho t đ ng c a MPLS
C ch phân ph i nhãn nh m m c đích trao đ i các thơng tin liên k t nhãn trong m ng MPLS đ m b o cho các b đnh tuy n li n k có th c p nh t, duy trì và th ng nh t v i nhau v giá tr nhãn cho các FEC (bi u th b i tr ng Destination) trong c s d li u nhãn. C ch này có th d a trên giao th c đnh tuy n BGP, OSPF, RSVP-TUNNELS ho c giao th c phân ph i nhãn chuyên d ng LDP (Label Distribution Protocol). Vi c trao đ i thông tin nhãn trong MPLS theo nguyên t c ngang hàng. Có 4 lo i b n tin trong LDP: Discovery, Session, Advertisement và Notification.
C ch x lý nhãn và chuy n gói tin: Khi m t gói tin đã đ c gán nhãn MPLS đ c chuy n đ n LSR, ph n nhãn ngoài cùng s đ c phân tích. Tùy theo n i dung c a nhãn, m t trong ba thao tác sau đây s đ c th c hi n lên ch ng nhãn: tráo đ i hay thay nhãn m i (Swap), l y nhãn ra (Pop), thêm nhãn vào (Push).
IP1
Các gói tin đ n t các đa ch khác nhau có th t p h p chung vào m t tuy n FEC IP2 IP1 IP1 #L1 #L1 IP1 IP1 #L1 #L1 IP1 IP1 #L1 #L1 LSP IP1 IP2 LER LSR LSR LER LSP LSP
Thao tác Push s c ng thêm nhãn vào phía tr c c a ph n nhãn đang có, ngh a là đóng gói tin (Encapsulating) vào phân l p khác trong MPLS. Quá trình này cho phép gói tin MPLS đ c đnh tuy n theo c ch phân c p (Hierarchical Routing), đ c bi t là đ c s d ng cho d ch v VPN.
C ch đi u khi n l u l ng và ch t l ng d ch v trong MPLS: MPLS h tr ch c n ng đi u khi n l u l ng nh qu n tr m ng t o ra LSP theo ph ng pháp đnh tuy n c ng b c đ đ m b o ch t l ng d ch v ho c gi m l u l ng t i qua các nút chuy n ti p tránh t c ngh n trong các tình hu ng đ c bi t. V i c ch đnh tuy n ràng bu c, ng i qu n lý m ng l p trình các đi u ki n ràng bu c và m ng MPLS s t đ ng th c hi n vi c đnh tuy n th a mãn các đi u ki n trên. C ch này đ c h tr b i báo hi u LDP đ t o ra các CR-LSP (Compulsory Routing - LSP). MPLS h tr ch t l ng d ch v trên c s phân lo i các lu ng l u l ng theo đ tr , b ng t n..... T i biên c a m ng, lu ng l u l ng đ c nh n d ng thơng qua vi c phân tích m t s tr ng trong Header c a gói tin đ phân lo i chúng vào các FEC đ chuy n đi trong các LSP có thu c tính CoS hay QoS. Thơng tin CoS có th đ c truy n trong nhãn c a m i gói ho c đ c gán ng m đnh cho LSP. Thông tin QoS đ c h tr trong tr ng h p m ng MPLS ch y trên n n ATM. V n đ đ t ra trong MPLS là tiêu chí đ phân lo i gói tin thành các FEC. i u này ph thu c nhi u vào công ngh x lý gói t i tin.
ánh giá cơng ngh chuy n m ch nhãn đa giao th c MPLS:
a. u đi m: Công ngh MPLS đ n gi n, có th gi i quy t đ c v n đ đ ph c t p và kh n ng m r ng m ng. Có th thay th cơng ngh ra đ i tr c đó nh Frame Relay, ATM. Có th nói MPLS h i t nh ng u đi m c a c ch đnh tuy n gói IP và c ch hoán đ i nhãn c a ATM, cho phép gi m thi u th i gian x lý gói tin mà khơng c n thay đ i các giao th c đnh tuy n IP. Nhãn MPLS đ n gi n, kích th c nh và linh ho t. Có th x p n i ti p nhãn đ t o thành ch ng nhãn có đ ph c t p cao, r t ti n l i cho vi c đánh đa ch và truy tìm.
N u so sánh v i ATM thì MPLS có u đi m là không c n đ n các giao th c đi u khi n báo hi u hay chuy n m ch t bào ph c t p nh ATM. Kích th c gói MPLS l n h n nhi u so v i t bào ATM nên gi m đáng k thông tin tiêu đ đóng gói t i tin. M ng truy n thông hi n đ i , công ngh m ng quang v i t c đ c c l n (10Gbit/s) không ch chuy n t i đ c các gói tin có đ dài 1518 byte (kích th c c c đ i c a gói Ethernet) mà cịn chuy n t i đ c gói tin MPLS có kích th c t i tin b t k . Tóm l i, MPLS cho phép nâng cao đ thông (thông l ng) m ng. M c khác, MPLS duy trì đ c ch c n ng ki m soát l u l ng và đi u khi n ngoài b ng nh FR hay ATM. MPLS c ng có th t n d ng c s h t ng m ng ATM vì gói tin MPLS có th chuy n vào kênh o ATM và ng c l i. So v i gi i pháp IP/ATM, IP/MPLS có topo (c u trúc lên k t) và c u hình m ng đ n gi n h n.
u đi m c a MPLS so v i IP là kh n ng đi u khi n l u l ng và h tr ki m soát ch t l ng d ch v (cao h n DiffServ, th p h n ATM). MPLS tách b ch rõ ràng ch c n ng đnh tuy n v i ch c n ng chuy n ti p gói (Routing- Forwarding) m c dù có th s d ng l i ki u đnh tuy n IP n u c n.
Nhìn chung, MPLS là công ngh phù h p và b t k p v i xu th và nhu c u công ngh truy n thông hi n t i và t ng lai. MPLS hi n t i đang đ c ng d ng trong m ng lõi NGN, trong k thu t l u l ng và n n t ng cho d ch v VPN.
b. H n ch c a MPLS: MPLS không cung c p d ch v đ u cu i (End-Point) đ có th s d ng tr c ti p nh Ethernet. V ph ng di n này, MPLS t ng t nh giao th c PPP. MPLS có kh n ng b nh h ng b i l i đ ng truy n cao h n các công ngh khác nên ph n nào làm gi m đi đ tin c y. i th duy nh t hi n nay c a MPLS là giao th c L2TPv3 trong l nh v c VPN đ c bi t là trong các m ng có l p lõi thu n túy là IP.
Xu h ng phát tri n: H ng phát tri n m i c a MPLS là GMPLS, cung c p m ng đi u khi n chung d a trên c s IP cho t t c các l p. GMPLS s s d ng k t h p các thi t b chuy n m ch gói (b đnh tuy n...) và các thi t b chuy n m ch kênh (SDH..)
6.4. Công ngh chuy n m ch m m (Softswitch) 6.4.1. M đ u