CHƯƠNG 1: CÔNG NGHỆ MPLS VÀ MẠNG MPLS-VPN
1.2.4. Hoạt động của MPLS
Ba khái niệm cơ bản của MPLS là FEC, LSP và nhãn. Phần quan trọng nhất trong MPLS chính là quan hệ hoạt động của ba thành phần này. Về cơ bản, MPLS phân lưu lượng vào thành các loại FEC. Lưu lượng thuộc một FEC sẽ được chuyển qua miền MPLS theo một đường LSP. Từng gói dữ liệu sẽ đƣợc xem nhƣ thuộc một FEC bằng việc sử dụng các nhãn cục bộ. Một LSR phải biết rừ LSP cho một FEC, phải dành một nhón đến cho LSP tương ứng và phải thông báo nhãn đó cho các LSR khác gửi gói thuộc FEC này.
MPLS thực hiện bốn bước như minh họa trên hình 1.9 để chuyển gói tin qua một miền MPLS.
Hình 1.9 Hoạt động của MPLS Bước 1 – Báo hiệu (Thiết lập LSP)
Với bất kì loại lưu lượng nào vào mạng MPLS, các bộ định tuyến sẽ xác định một liên kết giữa nhãn với lớp chuyển tiếp FEC của lưu lượng đó. Sau khi thực hiện thủ tục liên kết nhãn nhƣ trên, mỗi bộ định tuyến sẽ tạo các mục trong bảng cơ sở dữ liệu thông tin nhãn LIB. Tiếp đó, MPLS thiết lập một đường dẫn chuyển mạch nhãn LSP và các tham số về QoS của đường đó.
Để thực hiện bước 1, cần phải có hai giao thức cho phép trao đổi thông tin giữa các bộ định tuyến là:
- Một giao thức định tuyến IGP nhƣ OSPF hay EIGRP để trao đổi các thông tin định tuyến;
- Một giao thức phân bổ nhãn để xác định tuyến và các giá trị nhãn giữa các LSR láng giềng. Hai giao thức thường dùng là LDP và RSVP mở rộng.
Giao thức định tuyến cho phép xác định cấu trúc cũng nhƣ tình trạng hoạt động hiện thời của mạng. Dựa vào các thông tin đó, một LSP có thể đƣợc gán cho một FEC. Nhƣ vậy, giao thức định tuyến phải có khả năng thu
thập và sử dụng thông tin để hỗ trợ các yêu cầu QoS của FEC.
Các nhãn đƣợc gán cho các gói ứng với FEC của nó. Vì giá trị của nhãn chỉ mạng tính cục bộ giữa hai bộ định tuyến kề nhau nên cần phải có cơ chế đảm bảo tính xuyên suốt giữa các bộ định tuyến trên cùng LSP nhằm thống nhất về việc liên kết giá trị nhãn với FEC. Nhƣ vậy, cần có một giao thức để phân bổ nhãn giữa các LSR.
Bước 2 – Dán nhãn
Khi một gói vào miền MPLS, LSR lối vào sẽ gán gói tin vào một FEC tương ứng với một LSP nào đó. Sau đó, LSR này sẽ dán cho gói này một nhãn phù hợp và chuyển tiếp gói dữ liệu vào trong mạng. Nếu LSP chƣa có sẵn thì MPLS phải thiết lập một LSP mới như ở bước 1.
Bước 3 – Vận chuyển gói dữ liệu
Sau khi đã vào trong mạng MPLS, tại mỗi LSR trung gian gói dữ liệu sẽ đƣợc xử lý nhƣ sau:
- Loại bỏ nhãn các gói đến và dán cho chúng một nhãn mới ở đầu ra (hoán đổi nhãn);
- Chuyển tiếp gói dữ liệu đến LSR kế tiếp dọc theo LSP.
Bước 4 – Tách nhãn
Bộ định tuyến LSR ở đầu ra của miền MPLS sẽ cắt bỏ nhãn, phân tích tiêu đề IP (hoặc xử lý nhãn tiếp theo trong ngăn xếp) và chuyển tiếp gói tin đó đến đích.
Hình 1.10 minh họa hoạt động xử lý nhãn và chuyển tiếp nhãn một cách chi tiết hơn. Mỗi LSR duy trì một bảng chuyển tiếp cho mỗi LSP. Khi một gói đƣợc dán nhãn đến, LSR dùng bảng chuyển tiếp để xác định next-hop.
Nhƣ đã đƣợc đề cập, nhãn có ý nghĩa cục bộ. Do vậy, LSR loại bỏ các nhãn đến từ các gói và dán nhãn mới phù hợp trước khi chuyển tiếp các gói tin. Các LSR lối vào xác định FEC cho mỗi gói tin IP vào và trên cơ sở của FEC, gán
các gói tin cho một LSP cụ thể, gắn nhãn tương ứng, và chuyển tiếp các gói tin.
Hình 1.10 Hoạt động chuyển gói tin qua miền MPLS