CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG TRONG MPLS
3.6. Bảo vệ và khôi phục đường
3.6.1. Phân loại các cơ chế bảo vệ khôi phục
3.6.1.1. Sửa chữa toàn cục và sửa chữa cục bộ
Sửa chữa toàn cục là bảo vệ khi có sự cố ở bất kỳ vị trí nào trên đường làm việc. Điểm sửa chữa POR (ở đây chính là ingress-LSR) thường cách xa vị trí lỗi và cần được thông báo bằng tín hiệu FIS. Việc khôi phục đường là end-to-end, trong đó đường làm việc và đường bảo vệ tách rời nhau (disjoint) hoàn toàn.
Sửa chữa cục bộ cũng nhằm bảo vệ khi có sự cố link hoặc nút nhưng khôi phục nhanh hơn do việc sửa chữa được thực hiện cục bộ tại thiết bị phát hiện sự cố.
Nút nằm kề trực tiếp trước vị trí lỗi sẽ đóng vai trò là PSL khởi tạo công tác khôi phục.
Sửa chữa cục bộ có thể được thiết lập theo hai trường hợp:
• Khôi phục link: để bảo vệ một link trên đường làm việc. Nếu một lỗi xảy ra trên link này thì đường khôi phục sẽ nối liền giữa PSL và PML ở hai đầu link lỗi. Đường khôi phục và đường làm việc tách rời nhau đối với link được bảo vệ.
SVTH: Phạm Thanh Hải Trang 84 GVHD: ThS. Đào Minh Hưng
• Khôi phục nút: để bảo vệ một nút trên đường làm việc. Đường khôi phục và đường làm việc phải tách rời nhau đối với nút được bảo vệ và các link có nối vào nút này. PML có thể là nút trên đường làm việc nằm kề sau nút được bảo vệ, hoặc PML là egress-LSR.
3.6.1.2. Tái định tuyến và chuyển mạch bảo vệ
Đối với khôi phục bằng tái định tuyến (re-route), đường khôi phục được thiết lập theo yêu cầu sau khi xảy ra sự cố. Khi phát hiện sự cố trên đường làm việc, một LSR đứng trước vị trí lỗi có vai trò là POR mới bắt đầu báo hiệu một đường khôi phục đi vòng qua điểm lỗi và nối (merge) vào một nút nào đó nằm sau điểm lỗi trên đường làm việc. Đường khôi phục này có thể được tính toán sẵn trước hoặc tính toán sau khi phát hiện sự cố. Khi đường khôi phục được thiết lập xong, PSL bắt đầu chuyển lưu lượng trên đường này.
Trong chuyển mạch bảo vệ thì đường khôi phục được tính toán và thiết lập trước khi xảy ra sự cố trên đường làm việc. PSL được cấu hình để chuyển mạch lưu lượng sang đường khôi phục ngay khi nó biết có lỗi trên đường làm việc (trực tiếp phát hiện lỗi hoặc nhờ nhận được FIS). Vì đường khôi phục đã thiết lập trước nên chuyển mạch bảo vệ nhanh hơn so với khôi phục bằng tái định tuyến.
3.6.1.3. Ba cách khôi phục bảo vệ tái định tuyến Phục hồi liên kết:
Giải pháp khắc phục liên kết tìm ra một đường thay thế giữa hai LSR được nối với nhau trực tiếp. Mặc dù trong hình chỉ minh họa một FEC gặp sự cố nhưng tất cả các FEC qua liên kết bị hỏng sẽ phải định tuyến lại cùng lúc và được phân bổ trên các đường dự phòng khác nhau để cân bằng tải lưu lượng.
Quá trình khôi phục cho từng FEC được thực hiện theo các bước sau :
• Yêu cầu phục hồi : Sau khi phát hiện liên kết giữa LSR 2 và LSR 3 bị hỏng, LSR 3 phải kiểm tra đường dự phòng được chọn trước còn đủ tài nguyên để đảm bảo QoS của FEC cần phục hồi không bằng cách gửi thông báo Restoration Request sẽ chiếm giữ tài nguyên và chuyển sang bước tiếp theo.
• Định tuyến lại FEC cần phục hồi lên đường dự phòng đó.
Với phương pháp này rất hiệu quả khi một liên kết bị hỏng. Tuy nhiên, nó không thể sử dụng cho trường hợp nhiều liên kết xảy ra hay sự cố xảy ra ở nút mạng.
Hình 3.14 : Khắc phục liên kết Phục hồi một phần đường LSP:
Phục hồi một phần là tìm ra một đường thay thế từ LSR 3 đến LSR đầu vào của FEC cần phục hồi trong miền MPLS. Các bước phục hồi được tiến hành như trường hợp trên. Khi một lỗi xuất hiện LSR3 sẽ phát hiện và gửi thông điệp thiết lập đường dự phòng đến LSR1. Mặc dù phục hồi một phần khắc phục được sự cố ở nút nhưng có thể rất chậm nếu LSR phát hiện (LSR3) nằm ở gần LSR lối ra và phức tạp hơn vì FEC bị ảnh hưởng có thể thuộc nhiều LSR đầu vào khác nhau.
Hình 3.15 : Phục hồi một phần đường LSP Phục hồi toàn bộ đường liên kết:
Phục hồi toàn bộ đường đi là thực hiện định tuyến lại toàn bộ đường đi từ LSR đầu vào tới LSR đầu ra. Khi lỗi xảy ra , LSR3 thông báo cho LSR đầu ra, LSR này sẽ thiết lập một LSP dự phòng theo các bước đã nêu trong phần trước từ LSR đầu vào đến LSR đầu ra. Cách này linh hoạt hơn cả hai cách trên nhưng thời gian phục hồi lại rất chậm, nhất là khi lỗi xuất hiện tại gần LSR đầu vào.
SVTH: Phạm Thanh Hải Trang 86 GVHD: ThS. Đào Minh Hưng
Hình 3.16 : Phục hồi toàn bộ đường LSP 3.6.2. Mô hình Makam
Đây là mô hình khôi phục MPLS đầu tiên được đề xuất. Nó cung cấp bảo vệ toàn cục cho một LSP bằng cách thiết lập đường khôi phục giữa ingress-LSR và egress-LSR. Đường làm việc và khôi phục tách rời nhau (disjoint) cả về link và nút.
Khi phát hiện lỗi ở bất kỳ vị trí nào trên đường làm việc, tín hiệu FIS được dùng để chuyển thông báo lỗi về cho ingress-LSR (là PSL). Ingress-LSR sẽ thực hiện chuyển mạch lưu lượng sang đường khôi phục. Mô hình này hỗ trợ cả đường khôi phục thiết lập sẵn (chuyển mạch bảo vệ) và đường khôi phục thiết lập động (tái định tuyến).
Hình 3.17 : Mô hình Makam
Ưu điểm: Chỉ cần một đường dự phòng cho mọi sự cố trên đường làm việc và chỉ cần một LSR có chức năng làm PSL.
Nhược điểm: Mô hình này có một khoảng thời gian trễ để tín hiệu FIS truyền ngược về tới PSL. Trong thời gian này, lưu lượng trên đường làm việc bị mất.