CHƯƠNG II : KIẾN TRÚC CỦA ĐỊNH TUYẾN PHÂN ĐOẠN
2.2. Mặt phẳng điều khiển và các tham số đặc trưng của SR
2.2.2. Các tham số đặc trưng của SR
a. Prefix – SID
Prefix – SID dùng để xác định tiền tố của một địa chỉ đích và chúng được các giao thức IGP, chẳng hạn như OSPF đẩy toàn bộ các Prefix- SID này đến các hàng xóm lân cận khác. Khi này, các Prefix – SID có thể được nhìn thấy trên “tồn cầu” và có ý nghĩa “tồn cầu”. Prefix - SID cịn được gọi là một giá trị “Index” nằm trong phạm vi của SRGB và được quảng bá vào miền SR bởi node nguồn. Các giá trị Prefix – SID này phải là duy nhất trong miền SR và chúng được quản lý bởi các giao thức định tuyến. Khi cấu hình, Prefix – SID có thể được khai bằng giá trị tuyệt đối hoặc giá trị Index.
Nguyễn Đình Trung-D17CQVT06-B 22
Tuy nhiên, Prefix- SID này chỉ có thể được cấu hình một cách thủ cơng trong giao diện Loopback có tiền tố (prefix) là /32 hoặc /128.
Node Segment
Node Segment chính là một Prefix Segment đặc biệt, nó dùng để định danh một node cụ thể nào đó.
- Node SID tương tự như Router – ID dùng để xác định một node cụ thể.
- Node SID là một Prefix – SID với cờ N được thiết lập khi quảng bá.
- Theo mặc định, mỗi một Prefix – SID chính là một Node – SID.
Cấu hình Prefix – SID/ Node – SID
Prefix – SID có thể được cấu hình bằng hai cách, cụ thể trong hình 2.2: - Sử dụng giá trị “absolute”, có nghĩa là cấu hình giá trị tuyệt đối.
- Hoặc sử dụng giá trị “Index”.
Hình 2.2: Cấu hình Prefix – SID/ Node – SID
Nguyễn Đình Trung-D17CQVT06-B 23
Các trường cờ của Prefix-SID trong IS-IS
Prefix – SID được quảng bá bởi ISIS có những trường cờ như hình 2.4:
Hình 2.4: Các trường cờ của Prefix-SID trong IS-IS Trong đó ý nghĩa của các cờ được thể hiện: Trong đó ý nghĩa của các cờ được thể hiện:
- R: Re-advertisement, trường này được thiết lập nếu các tiền tố “non-local” đính kèm được truyền tới mức (level) khác hoặc phân phối lại (redistributed), mặc định trong IOS XR là : 0.
- N: Node-SID, được thiết lập nếu Prefix – SID chính là Node –SID, mặc định
trong IOS XR là : 1.
- P: No-PHP, được thiết lập nếu node kết cuối khơng cần phải bóc Prefix-SID
trước khi chuyển tiếp, mặc định trong IOS XR là 0.
- E: Explicit-Null, được thiết lập nếu node kết cuối phải thay thế Prefix – SID
bằng nhãn Explicit-Null, mặc định trong IOS XR là 0.
- V: Value, được thiết lập nếu Prefix-SID mang một giá trị nào đó ( khơng phải
giá trị Index) – IOS XR: Luôn luôn không được thiết lập.
- L: Local, thiết lập nếu Prefix-SID chỉ có giá trị local – IOS XR : Ln ln
không được thiết lập.
Cờ Node-SID (cờ N)
Ở chế độ mặc định, cờ N được thiết lập trên mỗi cấu hình Prefix-SID, vì thế mà Prefix-SID cũng thường là Node-SID. Để xóa cấu hình cờ N, sử dụng lệnh “n-flag- clear”. Ví dụ: “prefix-sid absolute 18000 n-flag-clear”. Câu lệnh áp dụng cho cả IS-IS và OSPF.
Nguyễn Đình Trung-D17CQVT06-B 24
Hình 2.5 : Cờ Node-SID trong IS-IS
Cờ Prefix-SID – Explicit-Null và No-PHP
Nếu người khởi tạo Prefix-SID muốn nhận các gói tin có nhãn MPLS với các bit MPLS EXP/TC thì node kết cuối có thể tráo đổi nhãn trên cùng bằng nhãn Explicit-Null thay vì gỡ ra. Để yêu cầu hành động với nhãn Explicit-Null, người khởi tạo Prefix-SID có thể thiết lập cờ E trong bản tin quảng bá Prefix-SID. Theo chế độ mặc định, cờ E sẽ không được bật.
Để quảng bá Prefix-SID với cờ E, người quản trị cần thêm từ khóa “Explicit- Null” khi cấu hình Prefix-SID. Ví dụ, người quản trị mạng gán một giá trị Prefix-SID là 16001 cho một giao diện Loopback. Khi này, để quảng bá giá trị Prefix-SID đó với nhãn Explicit-Null cần thực hiện câu lệnh: “prefix-sid absolute 16001 explicit-null”. Khi đó cờ No-PHP (N) P cũng được tự động thiết lập, trong IOS XR của Cisco thì cờ No-PHP khơng thể cấu hình độc lập được. Câu lệnh trên cũng áp dụng được cho cả hai giao thức IGP IS-IS và OSPF.
Nguyễn Đình Trung-D17CQVT06-B 25
Hình 2.6: Cấu hình Prefix-SID với nhãn Explicit-Null cho giao thức IS-IS
Hình 2.7: Cấu hình Prefix-SID với nhãn Explicit-Null cho giao thức OSPF
Với hình 2.6 và 2.7 thể hiện cấu hình khai báo SR với nhãn Explicit – Null.
Các trường cờ Prefix – SID sub – TLV trong OSPF
Nguyễn Đình Trung-D17CQVT06-B 26
Hình 2.8: Các trường cờ Prefix – SID sub – TLV trong OSPF
Trong đó, các trường cờ có ý nghĩa sau:
- NP: No-PHP, được thiết lập nếu node kết cuối khơng cần phải bóc prefix-SID
trước khi chuyển tiếp, mặc định trong IOS XR là 0.
- M: Mapping Server, thiết lập nếu SID được quảng bá với chức năng Mapping
Server, mặc định IOS XR: 0 .
- E: Explicit-Null, được thiết lập nếu node kết cuối phải thay thế Prefix – SID
bằng nhãn Explicit-Null, mặc định trong IOS XR là 0.
- V: Value, được thiết lập nếu prefix-SID mang một giá trị nào đó (khơng phải
giá trị Index) – IOS XR: Luôn luôn không được thiết lập.
- L: Local, thiết lập nếu Prefix-SID chỉ có giá trị cục bộ – IOS XR : Ln luôn
không được thiết lập.
b. Khối không gian nhãn toàn cầu SR (SRGB)
SRGB là một tập hợp các nhãn thuộc phạm vi xác định dành riêng cho định tuyến phân đoạn sử dụng trong cơ sở dữ liệu chuyển mạch nhãn (LSD)- các giá trị này được sử dụng như một giá trị định danh các Segment cho các node kích hoạt SR. Trên các router sử dụng SR, SRGB được bật theo chế độ mặc định để các giá trị nhãn được tự động dành riêng khi router khởi động lần đầu tiên cho dù SR được kích hoạt hay khơng kích hoạt. Phạm vi SRGB mặc định là từ 16000 đến 23999 và SRGB có thể bị tắt nếu SR không được sử dụng. Ngồi ra, ta cũng có thể chỉ định các SRGB riêng cho các giao thức IS-IS và OSPF miễn là các phạm vi SRGB này không chồng chéo lẫn nhau.
Những đặc điểm của SRGB
- Giá trị nhãn từ 0 -15999 được dùng cho mục đích dự phịng
- Kích thước SRGB khơng thể lớn hơn 2^16 hay 65536.
- Giá trị giới hạn trên SRGB không thể vượt quá khả năng của thiết bị.
- SRGB khơng thể cấu hình cùng giá trị với SRGB mặc định. Vì vậy, SRGB
Nguyễn Đình Trung-D17CQVT06-B 27
- Một giá trị Prefix – SID được quảng bá đi như là một giá trị “Index” có giá trị duy nhất trên toàn miền.
- Các nhà phát triển thường khuyến nghị sử dụng cùng một SRGB cho tất cả các
node mạng, vì khi sử dụng chung một SRGB, chúng mang lại các lợi ích sau:
Đơn giản trong quá trình vận hành và khai thác.
Dễ dàng dự đốn, xử lý sự cố khi có lỗi xảy ra.
Những nhược điểm của SRGB
Tuy nhiên, cấu hình các SRGB khác nhau nhằm mục đích nào đó vẫn được hỗ trợ, nhưng chắc chắn việc này sẽ gây phực tạp và khó khăn cho người sử dụng.
- Một SRGB khơng phải mặc định có thể phân phối nhãn trong phạm vi từ 16000
đến 1048575.
- Hoặc phạm vi nhãn chỉ có thể đạt đến giới hạn của thiết bị mà không thể đạt
đến giá trị 1048575.
- Cũng giống như kích thước SRGB mặc định, thì kích thước các SRGB khơng phải mặc định cũng nên bằng nhau cho tất cả các node. Kích thước tối đa hiện tại mà các thiết bị có thể hỗ trợ là 64000.
Nguyễn Đình Trung-D17CQVT06-B 28
Hình 2.10 : Quá trình trao đổi nhãn khi sử dụng SRGB khác nhau
Hình 2.11: Quá trình trao đổi nhãn khi sử dụng chung SRGB
Hình 2.9, 2.10, 2.11 thể hiện khơng gian nhãn SRGB mặc định và tùy chỉnh. Qua đó, có thể thấy rằng, khi sử dụng một SRGB cho tất cả các node thì việc cấu hình trở nên đơn giản hơn rất nhiều, nên khi các sự cố xảy ra có thể dễ dàng dự đốn và xử lý.
Nguyễn Đình Trung-D17CQVT06-B 29
Việc phân bổ nhãn cục bộ được quản lí bởi LSD- Cơ sở dữ liệu chuyển mạch nhãn. Các ứng dụng MPLS phải đăng ký với vai trò như một “khách hàng” với LSD để phân bổ nhãn. Các ứng dụng MPLS có thể kể đến như: IGP, LDP, RSVP, MPLS static,... Trong đó, phạm vi các nhãn được dùng với nhiều mục đích khác nhau:
- Phạm vi nhãn từ [0-15] dành cho mục đích đặc biệt.
- Phạm vi nhãn từ [16-15.999 ] dành riêng cho nhãn MPLS static.
- Phạm vi nhãn từ [16.000-23999] được dành riêng cho SRGB.
- Phạm vi nhãn từ [24.000-max] được sử dụng cho việc phân bổ nhãn tự động.
Hầu hết các ứng dụng MPLS đều sử dụng các nhãn được phân bổ động bởi LSD: LDP, RSVP, L2VPN, BGP (LU, VPN), IS-IS (Adj-SID), OSPF (Adj-SID), TE (Binding-SID),... Những nhãn được phân bổ động này sẽ nằm trong phạm vi nhãn động (trên phạm vi nhãn dành riêng SRGB). Tuy nhiên, nếu phạm vi nhãn MPLS được cấu hình bao gồm cả phạm vi SRGB mặc định thì dải nhãn dành riêng cho SRGB đó sẽ bị hủy bỏ.
Cơ chế phân phối nhãn LSD SRGB:
Khi mới bắt đầu, LSD không chấp nhận bất kỳ phân bổ nhãn động nào trước khi ISIS/OSPF đã đăng ký với LSD. Sau khi đăng ký thành công, LSD sẽ phân bổ các yêu cầu SRGB:
- Nếu SR không được bật, ISIS/OSPF sẽ không yêu cầu một SRGB nào. Điều
đó có nghĩa là SRGB khơng được phân bổ.
- Nếu SR được bật, ISIS/OSPF sẽ yêu cầu một SRGB. SRGB khi này có thể là
một cấu hình SRGB tùy chỉnh hoặc một SRGB mặc định với giá trị từ 16000
Ví dụ về việc phân phối nhãn của LSD SRGB sau khi router khởi động:
1. LSD chờ đợi khách hàng có độ ưu tiên cao.
IS-IS đăng ký với LSD, sau đó sẽ yêu cầu SRGB mặc định [16000-23999].
2. Khi tất cả khách hàng có độ ưu tiên cao đã đăng ký, thì LSD bắt đầu phân bổ
nhãn.
Nguyễn Đình Trung-D17CQVT06-B 30
Dải nhãn Mục đích sử dụng
0 – 15999 Mục đích đặc biệt và nhãn tĩnh
16000 – 23999 IS – IS SRGB
24000 – 1048575 Dải nhãn động
Bảng 2.1: Ví dụ phân phối nhãn của LSD SRGB sau khi router khởi động
Dải nhãn Mục đích sử dụng 0 – 15999 Mục đích đặc biệt và nhãn tĩnh 16000 – 23999 Dải nhãn bảo tồn SRGB 24000 – 29999 Dải nhãn động 30000 – 39999 IS – IS SRGB 40000 - 1048575 Dải nhãn động
Bảng 2.2: LSD phân phối nhãn sử dụng SRGB tùy chỉnh
Bảng 2.2 LSD phân phối nhãn sử dụng SRGB tùy chỉnh:
1. LSD chờ các khách hàng có độ ưu tiên cao.
IS-IS đăng ký với LSD và yêu cầu SRGB tùy chỉnh có phạm vi [30000 –
39999].
2. Khi tất cả khách hàng đã hoàn tất đăng ký, LSD bắt đầu việc phân phối nhãn.
LDP yêu cầu cấp phát nhãn động trong dải nhãn động.
Tuy nhiên, LSD vẫn sẽ duy trì và bảo tồn dải nhãn “bảo tồn” dành riêng
của SRGB.
Hình 2.12 Ta thấy SRGB mặc định với phạm vi từ 16000 – 23999, với nhãn bắt đầu là 16000 và kích thước SRGB là 8000:
Nguyễn Đình Trung-D17CQVT06-B 31
Hình 2.12: Thơng số SRGB mặc định
Hình 2.13: Khai báo SRGB tùy chỉnh trong IS – IS
Hình 2.14: Kiểm tra cấu hình SRGB tùy chỉnh
Hình 2.13, 2.14 là ví dụ về việc cấu hình SRGB tùy chỉnh không phải mặc định trong IS-IS. Với SRGB này thì nhãn bắt đầu là 18000 và kích thước là 2000.
c. Anycast – SID
Anycast Prefix được định nghĩa là cùng một prefix mà được quảng bá bởi nhiều node. Cịn Anycast Prefix-SID chính là Prefix-SID liên kết với Anycast Prefix đó. Lưu lượng khi này sẽ được chuyển tiếp đến một trong các Anycast Prefix-SID khởi tạo, việc chuyển tiếp này dựa vào tuyến đường IGP ngắn nhất. Nếu node chính gặp lỗi, lưu lượng sẽ được tự động tính tốn lại để đi tới node khác. Một điều đáng chú ý ở đây, các node cùng quảng bá một giá trị Anycast Prefix-SID đều phải cùng SRGB.
Nguyễn Đình Trung-D17CQVT06-B 32
Trong hình 2.15: PE1 và PE2 đều quảng bá prefix-SID của mình, lần lượt là 16001 và 16002. PE1 và PE2 đều quảng bá một Anycast Prefix-SID có giá trị 16100.
Hình 2.15: Hoạt động của Anycast Prefix-SID
Hình 2.16: Lưu lượng tự động tính tốn lại khi node Anycast gần nhất gặp lỗi
Hình 2.16, nếu node Anycast gần nhất gặp lỗi, lưu lượng sẽ được tự động tính tốn lại để đi tới node khác, node mà cũng quảng bá cùng giá trị Anycast Prefix-SID.
Trong một nhóm Anycast, tất cả các node đều quảng bá một tiền tố với cùng giá
trị SID, điều đó tạo điều kiện cho việc cân bằng tải.
d. Adjacency – SID
Adjacency – SID là giá trị dùng để định danh cách liên kết lân cận trong mạng. Các giao thức IGP sẽ đẩy thơng tin về Adjacency-SID tới các hàng xóm khác. Khi đó, giá trị Adjacency-SID có thể được nhìn thấy trên “tồn cầu” và có giá trị cục bộ. Adj SID mang ý nghĩa cục bộ, vì thế nhãn Adj SID cũng chỉ có ý nghĩa cục bộ và được phân phối tự động từ dải nhãn động. Cụ thể, kiểm tra nhãn Adj SID được phân bổ tự động trong hình 2.17:
Nguyễn Đình Trung-D17CQVT06-B 33
Hình 2.17: Nhãn Adjacency SID
Các trường cờ Adjacency-SID sub-TLV trong IS-IS
Các trường cờ Adjacency-SID sub-TLV trong IS – IS được thể hiện qua hình 2.18:
Hình 2.18: Các trường cờ Adjacency-SID sub-TLV trong IS-IS
Các trường cờ Adacency-SID sub-TLV trong OSPF
Tương tự, các trường cờ Adacency-SID sub-TLV trong OSPF cũng được thể hiện qua hình vẽ 2.19:
Hình 2.19: Các trường cờ Adacency-SID sub-TLV trong OSPF
Cả IS-IS Adjacency-SID sub-TLV và OSPF Adjacency-SID sub-TLV đều
chứa trường Weight (8bits). Giá trị của trường này thường dùng cho mục đích cân bằng tải.
Nguyễn Đình Trung-D17CQVT06-B 34
Hình 2.20: Adjacency segments – IS-IS
Nguyễn Đình Trung-D17CQVT06-B 35
Hình 2.22: Kiểm tra Adjacency SID trong bảng Database OSPF