KỸ THUẬT TÁI ĐỊNH TUYẾN NHANH FRR TRONG MẠNG MAN-E VNPT ĐÀ NẴNG
3.3 BẢO VỆ VÀ KHÔI PHỤC TRONG MPLS .1 Một số khái niệm
3.3.4 Tính toán đường dẫn khôi phục
Một đường khôi phục có thể hoặc được tính toán và thiết lập vào thời điểm mà phát hiện lỗi hoặc nó có thể được tính toán và thiết lập trước trước khi lỗi xảy ra. Điều này dẫn đến có hai cách khôi phục khác nhau đó là:
- Tái định tuyến - Chuyển mạch bảo vệ 3.3.4.1 Tái định tuyến
Trong phương pháp khôi phục tái định tuyến thì đường khôi phục được thiết lập theo yêu cầu sau khi xảy ra lỗi. Đường khôi phục có thể được dựa trên thông tin lỗi, các chính sách định tuyến mạng và thông tin topology mạng. Khi phát hiện lỗi trong mạng, một LSR xuôi dòng với lỗi được thiết lập như là một POR có thể cố gắng báo hiệu một đường khôi phục bỏ qua lỗi trên đường làm việc và sáp nhập đường khôi phục với một nơi nào xuôi dòng với lỗi trên đường làm việc. Đường khôi phục này có thể hoặc được tính toán trước hoặc được tính toán khi có yêu cầu.
Nếu đường khôi phục được thực hiện khi có yêu cầu thì nó được tính bởi PSL khi nó phát hiện lỗi, hoặc khi nó đã nhận được một FIS cho biết rằng đã có lỗi xảy ra trong đường làm việc. PSL sử dụng cây đường dẫn ngắn nhất hiện nay và cắt bỏ link hoặc node lỗi trên cây để tìm một đường khôi phục. Bằng cách này, nó không cần phải chờ đợi trước khi link cập nhật về lỗi đã được phân phối trong mạng và một cây đường dẫn ngắn nhất mới được tính toán. Sau đó nó cố gắng để báo hiệu đường khôi phục được tính mới. Khi đường phục hồi được thiết lập, PSL có thể bắt đầu chuyển tiếp lưu lượng trên con đường khôi phục.
Nếu sử dụng một đường khôi phục được tính toán trước thì không cần có thời gian để tính toán đường dẫn khi lỗi được phát hiện, bởi vì đường khôi phục được tính toán và lựa chọn trước khi lỗi xảy ra. Đường khôi phục không được báo hiệu cho đến khi POR nhận thấy lỗi xảy ra. Do đó, tái định tuyến với đường khôi phục thiết lập trước nhanh hơn khi đường khôi phục được tính toán khi có nhu cầu,
nhưng nếu đường dẫn được tính toán trước thì đường khôi phục có thể không tối ưu tại thời điểm lỗi xảy ra.
Một lợi thế với phương pháp khôi phục bằng tái định tuyến là không mất bất kỳ tài nguyên dự phòng trong mạng trước khi đường khôi phục được báo tín hiệu.
Nhưng điều này có thể có những bất lợi đó là tái nguyên có thể không có sẵn tại thời điểm đường khôi phục cần được thiết lập. Có một khả năng rằng sự thiết lập đường khôi phục sẽ thất bại, và có thể cần phải tính toán lại một đường khôi phục mới, đặc biệt nếu đường khôi phục được tính toán trước tại thời điểm khi con đường làm việc được thiết lập.
Khi đường khôi phục được tính toán trước tại thời điểm thiết lập, nó không thể là đường khôi phục tối ưu khi lỗi xảy ra do lưu lượng mạng truyền thay đổi theo thời gian. Do đó, một kỹ thuật được giới thiệu đó là mỗi LSP trong đường làm việc tính toán đường khôi phục đến LSP xuôi dòng liền kế với nó tại thời điểm thiết lập.
Sau đó đường khôi phục được tính toán lại mỗi khi một LSP trong đường làm việc nhận được bảng tin cập nhật định tuyến. Bằng cách này, một phiên bản được cập nhật và tối ưu hơn của đường khôi phục sẽ sẵn tại thời điểm lỗi. Đây là một cải tiến so với phương pháp tính toán trước đường khôi phục hiện nay nhưng nó đòi hỏi các tài nguyên thêm vào cho mỗi LSP chẳng hạn như là bộ nhớ, CPU và phương án này chỉ dùng để bảo vệ khi xảy ra lỗi link.
Hình 3.3. Tái định tuyến
Một phương pháp tiếp cận khác đã được giới thiệu cho việc khôi phục lỗi node thay vì lỗi link. Nếu một đường khôi phục có thể phục hồi lưu lượng từ một node lỗi trên con đường làm việc thì node ngược dòng với node lỗi phải biết được những node nào là xuôi dòng với node lỗi và node nào là node xuôi dòng kế tiếp.
Do đó mỗi node được thiết lập như POR trong đường làm việc phải nhớ những node xuôi dòng của nó trên toàn bộ đường đến egress-LSR. Điều này được thực hiện bằng cách ghi lại các giá trị trong đối tượng ER của bảng tin RSVP RESV khi đường đường làm việc được thiết lập. Những node này được lưu giữ như các nút ứng cử đối với PML. Khi lỗi được phát hiện thì LSP phát hiện lỗi tính toán đường khôi phục đối với mỗi ứng cử viên của PML và chọn một ứng cử có "cost" thấp nhất phù hợp với điều kiện của đường làm việc. Bằng cách này, đường phục tối ưu sẽ được tìm thấy. Trong hình 3.3, khi LSR 5 lỗi, LSR 2 sẽ cố gắng tìm con đường khôi phục đến LSR 8 và LSR 10. Nếu hop count là điều kiện duy nhất cho đường khôi phục thì đường từ LSR 2 -> LSR 4 -> LSR 7 -> LSR 10 sẽ được lựa chọn là đường khôi phục. Và đường từ LSR 2 -> LSR 3 -> LSR 6 -> LSR 9 -> LSR 8 sẽ không được sử dụng vì nó nhiều hơn một chặng so với đường khác.
Trong phương pháp tái định tuyến không có gì đảm bảo rằng sẽ tìm thấy một đường khôi phục. Nếu các tài nguyên cần thiết cho đường khôi phục hết thời gian sử dụng trong mạng và đường khôi phục có độ ưu tiên thấp hơn lưu lượng hiện đang sử dụng các tài nguyên thì đường khôi phục có thể không được tìm thấy.
3.3.4.2 Chuyển mạch bảo vệ
Trong chuyển mạch bảo vệ, đường khôi phục được tính toán và thiết lập sẵn trước khi thất bại xảy ra trên con đường làm việc. PSL được thiết lập để chuyển lưu lượng đến đường khôi phục khi nó phát hiện có lỗi hoặc khi nó nhận biết được lỗi trên đường làm việc bằng cách tiếp nhận FIS. Bởi vì đường khôi phục được thiết lập trước, không cần báo hiệu để thiết lập đường khôi phục tại thời điểm phát hiện lỗi, điều này làm cho chuyển mạch bảo vệ nhanh hơn phương pháp khôi phục bằng tái định tuyến.
* Các loại chuyển mạch bảo vệ:
Khi đường khôi phục được thiết lập trước thì một số tài nguyên (băng thông, bộ đệm,...) dọc theo đường khôi phục bị chiếm giữ sẵn trong trường hợp một switchover xảy ra.
Những nguồn tài nguyên trên đường khôi phục này có thể được sử dụng để hoặc truyền một bản sao của đường làm việc hoặc truyền lưu lượng phụ. Lưu lượng phụ là lưu lượng có mức ưu tiên thấp hơn lưu lượng trên đường làm việc mà không cần phải có một sự dành sẵn nghiêm ngặt. Trong trường hợp switchover, lưu lượng phụ có thể bị loại bỏ nếu không đủ tài nguyên hữu dụng. Điều này dẫn đến có hai loại bảo vệ chuyển mạch đó là:
Bảo vệ 1 +1 ("one plus one"), toàn bộ tài nguyên (băng thông, bộ đệm, khả năng xử lý) trên đường khôi phục được dành sẵn và mang lưu lượng giống như đường làm việc. Sự khôi phục chỉ yêu cầu PML đọc dữ liệu từ đường khôi phục, thay vì đường làm việc. Chuyển đổi này là do PML nhận được một FIS từ điểm lỗi.
PSL luôn luôn gửi lưu lượng giống nhau trên cả hai đường dẫn và do đó không có sự cần thiết giống nhau của việc thông lỗi nhanh khi lỗi xảy ra. Đây là một cơ chế khôi phục nhanh nhưng đắt vì phải chi phí cho tài nguyên được sử dụng khi đường khôi phục là hoàn toàn dành riêng.
Bảo vệ 1:1("one for one"), các tài nguyên được phân bổ trên đường khôi phục là hoàn toàn hữu dụng cho lưu lượng có mức ưu tiên thấp hơn trừ khi đường khôi phục đang được sử dụng cho một lỗi trên đường làm việc. Đường khôi phục không được sử dụng bởi lưu lượng trên đường làm việc cho đến khi PSL nhận được một FIS, sau đó lưu lượng được chuyển sang đường khôi phục và lưu lượng có mức ưu tiên thấp hơn không còn được phép sử dụng tài nguyên dành sẵn trên đường khôi phục nữa. Phương pháp này có thể được mở rộng cho bảo vệ 1: N (one for N) và bảo vệ M: N (M for N).