4.3. Hoạt động của MTE 66
4.3.3. Thực hiện các quyết định cấu hình 70
Điều này dựa vào sự giám sát tải lu lợng trong mạng, đợc chỉ rõ trong h×nh 4.10.
Có thể giám sát tải lu lợng trên mỗi liên kết dựa vào cửa sổ quan sát.
Hoặc có thể dựa vào các thuộc tính trong bản tin báo hiệu nh: Giao thức phân bổ nhãn Định tuyến ràng buộc (CR LDP) hay giao thức dành trớc - - tài nguyên RSVP TE để từ đó có thể đa ra các quyết định thiết lập hay - loại bỏ các đờng chuyển mạch nhãn LSP trong mạng IP - MPLS.
Có hai phơng thức trong MTE: proactive và reactive. Mục đích của MTE proactive là có duy trì liên tục mạng càng hiệu quả càng tốt. Còn ở chế
độ Reactive quá trình đa ra quyết định chỉ đợc kích hoạt khi đã phát hiện mạng đang gặp sự cố cần giải quyết (nh tắc nghẽn mạng). Khi đó nếu một
Hình 4.9: Giai đoạn xem xét lựa chọn quyết định
Luận văn cao học Kỹ thuật l-u l-ợng đa lớp
router phát hiện ra tải lu lợng trên một liên kết đầu ra bất kỳ của nó tạo việc thiết lập một liên kết mới. Ngợc lại, nếu tải đầu ra nhỏ hơn mức ngỡng sẽ giải phóng liên kết.
Giai đoạn nhận dạng Chọn các liên kết ứng cử phù hợp nhất
• Tại mỗi liên kết đầu ra giám sát tốc độ bit : của luồng lưu lượng
• Khi tải vượt ngưỡng Thigh : Khởi tạo MTE
Tải liên kết xảy ra tắc nghẽn
Link IP-MPLS tắc nghẽn
Với mỗi liên kết ứng cử :
• Giá trị T phần lưu lượng bị thu hút:
• Đánh giá hàm phù hợp
• Giám sát các liên kết ít phù hợp nhất
3) Thực hiện quyết định :
• Gửi báo hiệu và cung cấp liên kết ứng cử đã được chọn
• Thu hút lưu lượng qua liên kết ứng cử này
Link IP-MPLS ứng cử
Thigh = ngưỡng cao Tlow = ngưỡng thấp Tmid = giữa Thigh và Tlow
Tcong = tốc độ bít trên liên kết tắc nghẽn
T = phần lưu lượng bị hút sang liên kết mới Giảm tải trên các Router ở
mức có thể Phát hiện giải &
quyết trên Router tắc nghẽn
Thực tế cần cân nhắc kỹ khi lựa chọn phơng thức hoạt động giữa hai kiểu trên. Ưu điểm của phơng thức proactive là giúp mạng tránh rơi vào tình trạng không mong muốn (giảm QoS). Trong khi phơng thức reactive chỉ hoạt động khi phát hiện đợc sự giảm chất lợng nào đó.
Hình 4.10: Các giai đoạn hoạt động của MTE
Luận văn cao học Kỹ thuật l-u l-ợng đa lớp
Nh vậy có thể thấy rằng mục tiêu của vấn đề cấu hình lại là xem xét liệu rằng khi một node mạng nào đó đợc thiết lập mới một liên kết có đem lại hiệu quả mong muốn hay không (ví dụ nh cần phải tìm ra một sự dung hoà giữa dung lợng và cấp dịch vụ QoS). Sẽ là cha hoàn toàn đầy đủ nếu nh vấn đề cấu hình lại chỉ quan tâm đến những node nào cần đợc thiết lập liên kết logic trực tiếp, mà còn phải quan tâm đến lọai luồng lu lợng nào
đi trên liên kết mới này là thích hợp hơn cả. Vì vậy cần phải có đợc một cách đầy đủ các thông tin về tình trạng, thuộc tính của các tuyến băng thông trung bình của lu lợng.
Quan sát hình 4.10 để thâý rõ thêm phơng thức reactive. MTE thực hiện định tuyến đờng ngắn nhất nh thế nào. Một router nào đó (ví dụ router a) phát hiện một trong các link đầu ra đang bị quá tải (Tcong > Thigh ).
Mạng sẽ quyết định xem cặp router nào cần tăng cờng thêm liên kết.
Hàm mục tiêu phù hợp T (xem hình 4.10) với điều kiện tất cả lu lợng
đều bị hút tới liên kết ứng cử T sẽ đợc dùng để tính toán liên kết ứng cử nào phù hợp nhất. Với mục đích tăng độ ổn định cho mạng hàm mục tiêu cố gắng tiến gần tới giá trị trung bình Tmid (giữa ngỡng cao Thigh và ngỡng thấp Tlow ) đối với cả liên kết đang quá tải (a b) và liên kết ứng cử (c d). - - Mặt khác hàm cũng đảm bảo tải trên các router giảm đến mức có thể (T(#hops - 1); trong đó "# hops" là số các chặng ngắn nhất giữa các điểm đầu cuối của liên kết ứng cử.
Cần hết sức chú ý rằng những thay đổi đã đề cập ở trên chỉ diễn ra đối với mạng IP/MPLS. Tất nhiên các chiến lợc u việt hơn sẽ tác động trên cả
hai lớp mạng logic và vật lý.
b) Thực hiện việc cấu hình lại:
Xây dựng mô hình để giải quyết kịp thời ba tình huống: đáp ứng mức tải dới ngỡng, đáp ứng tải lu lợng theo yêu cầu, và đáp ứng tải vợt
Luận văn cao học Kỹ thuật l-u l-ợng đa lớp
ngỡng. Khi mạng đang ở tình trạng lu lợng dới ngỡng (<Tlow) MTE sẽ quyết định giải phóng liên kết trống. Nếu nh thời gian dới là nhỏ thì sẽ không cần thiết phải thực hiện các quyết định giải phóng liên kết. Điều này rất dễ gây nên sự bất ổn định cho mạng và hơn nữa dễ xảy ra thất thoát gói.
Vì lẽ đó ngời ta đa vào một bộ đếm phát hiện mức tải lu lợng dới ngỡng - under loaded - counter trên mỗi liên kết. Nó sẽ phát hiện và ghi nhận lại số lần xảy ra tình trạng này. Khi phát hiện đợc tình huống lu lợng tải đang dới mức cần phải xử lý nh thế nào. Liên kết logic đợc coi là đang ở trạng thái tải lu lợng dới ngỡng và cần phải giải phóng ngay khi mà bộ đếm có giá trị "n". Điều này sẽ làm giảm tần suất cấu hình lại mạng. Sau khi một kết nối quang tại lớp quang là một hàm cơ bản của mặt phẳng điều khiển quang, và giao thức định tuyến IP (OSPF) có thể tự động cập nhật lại bảng định tuyến trên mỗi router khi một liên kết IP thay đổi.
Chiến lợc MTE reactive đợc mô tả trong hình vẽ nh sau:
Luận văn cao học Kỹ thuật l-u l-ợng đa lớp
Nhận dạng
T low < D T < high (liên kết tải lưu lượng tối
ưu)
D < Tlow (liên kết tải lưu lượng
dưới ngưỡng)
Phát hiện mức dưới ngưỡng < n
Phát hiện mức dưới ngưỡng = n
Giảm số liên kết
Phát hiện mức dưới ngưỡng = 0
D >T high ( liên kết quá tải )
Tập hợp các liên kết ứng cử
Chọn các liên kết phù hợp nhất
1.Tính giá trị D
2.Đánh giá hàm chức năng phù hợp 3.Vẫn liên tục giám sát các liên kết ứng cử có mức độ phù hợp thấp hơn
Thiết lập các liên kết phù hợp nhất và gửi lưu
lượng trên các liên kết Phát hiện mức dưới
ngưỡng = 0
Khi liên kết logic đang hoạt động bình thờng (Tlow < D < Thingh) giá trị của bộ đếm under loaded counter đợc reset = 0. Còn khi một liên kết gặp - tắc nghẽn (nhu cầu lu lợng D > Thingh ) ngay lập tức MTE sẽ quyết định tăng thêm một liên kết mới. Vấn đề đặt ra ở đây là sắp xếp thế nào đối với liên kết ứng cử từ nhiều khả năng có thể. Một giải pháp cho vấn đề này chính là thuật toán tìm kiếm có khả năng lựa chọn các ứng cử phù hợp. Và sau đó là hàm chức năng thích ứng để đánh giá các liên kết ứng cử trên.
A, Phát hiện các liên kết ứng cử:
Có nhiều cách thức để cấu hình lại lớp mạng cấp cao khi xảy ra tắc nghẽn. Nhng thực chất liên kết ứng ử nào là phù hợp hơn cả? Dựa trên c
Hình 4.11: Chiến lợc MTE reactive
Luận văn cao học Kỹ thuật l-u l-ợng đa lớp
những đánh giá phân tích lu lợng qua liên kết đang bị tắc nghẽn và sau khi tập hợp các liên kết ứng cử có một số quy tắc sau đợc đề xuất:
• Luồng lu lợng chạy qua các liên kết tắc nghẽn, nhu cầu lu lợng >
Thigh (trên kênh bớc sóng quang) nên đợc chuyển sang một kênh lôgic trực tiếp.
• Nh trong hình vẽ:
Liên kết tắc nghẽn
Đường chung : Đường :
Luồng lu lợng f1, f2, f3 đều qua đoạn B C, chính là đoạn bị tắc - nghẽn. Lu lợng f1, f2 cùng chung đoạn A - B và B - C. Sau khi tăng thêm 1 link giữa các router của các chặng chung đó thì có thể loại bớt đợc một số luồng lu lợng trên liên kết tắc nghẽn.
B. Đánh giá các liên kết ứng cử phù hợp
Bất cứ một trạng thái nào thay đổi trên 1 liên kết logic sẽ đều đợc phát hiện ra từ điểm khởi nguồn của nó và thông tin này sẽ đợc thông báo tới tất cả các link khác qua một bản tin quảng bá. Nghĩa là node nguồn sẽ phát đi thông báo mỗi khi có 1 link đợc thiết lập hoặc đợc gỡ bỏ. Cơ sở dữ liệu về tình trạng các liên kết cũng nh bảng định tuyến sẽ đợc cập nhật kịp thời.
Giao thức OSPF dựa trên thuật toán Dijstra, việc gán cho liên kết ứng cử một mức chi phí thấp hơn chi phí của đờng chung thì mặc nhiên liên kết mới
H×nh 4.12: Ph©n tÝch ®êng chung
Luận văn cao học Kỹ thuật l-u l-ợng đa lớp
này sẽ tự động trở thành một tuyến lu lợng mới thay thế cho tuyến cũ.
Điều này đồng nghĩa với việc các luồng lu lợng tránh khỏi bị định tuyến lại. Nhng một vấn đề đợc đặt ra là làm thế nào xác định đợc liên kết ứng cử nào là phù hợp nhất trong số các liên kết ứng cử đợc thêm vào? Để có thể sáng tỏ vấn đề này, dới đây sẽ trình bày một số yêu cầu cho việc cấu hình lại:
1. Bằng việc thêm các liên kết mới trong mạng logic, nhu cầu lu lợng sẽ đợc lập tức đáp ứng tại các liên kết này. Động thái này sẽ giúp cho mạng không làm thất thoát gói ngay cả với các cụm lu lợng nhỏ nhất.
2. Sau khi cấu hình lại, tải lu lợng sẽ trở nên ổn định trên cả liên kết mới lẫn liên kết hiện đang gặp tắc nghẽn và nằm giữa mức Tlow và Thigh.
3. Sau khi tái cấu hình, nhu cầu về lu lợng trung chuyển (quá giang) qua một số node cũng sẽ giảm đi đáng kể: Khi một liên kết mới đợc thêm vào mạng logic, độ dài chặng của một số đờng kết nối cũng trở nên ngắn hơn. Và đơng nhiên phần không gian chiếm giữ trong bộ đệm tại các node của lớp bên trên cũng sẽ đợc giải phóng. Trễ đầu cuối - đầu cuối (end - to end) cũng nh xác suất mất gói sẽ giảm đi.
Nếu gọi Wi là dung lợng của một liên kết xác định i, ta có hai ngỡng Tlow - i và Thigh - i là điểm xảy ra quá trình khởi tạo MTE nhằm đảm bảo tải lu lợng là ổn định trên tất cả các liên kết trong mạng và tránh việc quá tải , yêu cầu lu lợng tối u qua liên kết i sẽ là Dmid - i . Mỗi liên kết sẽ có một phần dung lợng dự trữ cho tình huống quá tải:
Dmid - i = 1/2 (Thigh - i + Tlow - i) Wi
Luận văn cao học Kỹ thuật l-u l-ợng đa lớp
Lưu lượng được chuyển từ liên kết tắc nghẽn sang liên kết mới
Liên kết tắc nghẽn Liên kết mới
Nh ở hình 4.13, nếu nhu cầu qua liên kết tắc nghẽn là Dcong, số gia Δd của nó sẽ đợc chuyển dịch từ liên kết tắc nghẽn sang liên kết mới sau khi
đã cấu hình lại. Sau khi đã cấu hình lại, nhu cầu còn lại trên liên kết tắc nghẽn (Df i n a l - c o n g) là Dc o n g - dΔ . Ngời ta lại mong muốn một giá trị trên liên kết tắc nghẽn là Dmid - cong, trên liên kết mới là Dmid - new với Δdopt độ lệch của nhu cầu tối u từ liên kết tắc nghẽn, nhu cầu lý tởng cho liên kết ứng cử mới là Dmid - new .
Δdopt = 1/2 [ Dcong - Dmid - cong + Dmid - new ]
1) - Hops
# (
] Hops) [
# (
d 2
d d
d F
j
opt j
j j
Min ∆
∆
−
∆
=
∆