1.3. CÁC THÀNH PHẦN VÀ HOẠT ĐỘNG CƠ BẢN CỦA MPLS
1.3.2. Đường chuyển mạch nhãn (LSP – Label Switched Path)
Đường chuyển mạch nhãn LSP là một đường được tạo ra từ đầu vào đến đầu ra của mạng MPLS dùng để chuyển tiếp gói tin của một FEC nào đó sử dụng cơ chế chuyển đổi nhãn. Một đường chuyển mạch nhãn tương tự như đường chuyển mạch kênh trong ATM và Frame Relay ngoại trừ nó không phụ thuộc vào một công nghệ lớp 2 cụ thể nào.
Hình 1.3.3: Đường chuyển mạch nhãn (LSP).
Chuyển mạch nhãn dựa vào việc thiết lập các đường chuyển mạch nhãn LSP thông qua mạng. Các đường này được xác định thông qua việc chuyển đổi các giá trị nhãn nhờ sử dụng một thủ tục chuyển đổi nhãn tại mỗi LSR dọc theo đường chuyển mạch nhãn LSP đó. Việc thiết lập một đường chuyển mạch nhãn LSP bao gồm việc cấu hình mỗi LSR trung gian để ánh xạ một nhãn và giao diện đầu vào cụ thể với một nhãn và giao diện đầu ra tương ứng.
LSP - Đ-ờng chuyển mạch nhãn
LSR LSR LER
LER
IP #L1 IP #L2 IP #L3
IP IP
Có hai loại đường chuyển mạch nhãn LSP phụ thuộc vào phương pháp được sử dụng để xác định tuyến đó là: Các đường chuyển mạch nhãn định tuyến từng chặng (hop-by-hop routed LSPs) nếu như giao thức phân phối nhãn LDP được sử dụng và các đường chuyển mạch nhãn định tuyến hiện nếu như tuyến đường đó phải tính toán đến các điều kiện như độ rộng băng tần có thể, đảm bảo QoS và các chính sách quản trị. Định tuyến hiện sử dụng giao thức phân phối nhãn định tuyến ràng buộc (CR-LDP) hoặc giao thức dành sẵn tài nguyên mở rộng cho kỹ thuật lưu lượng (RSVP-TE) như là các giao thức báo hiệu.
Các giao thức trạng thái đường như OSPF và IS-IS sẽ cung cấp thông tin trạng thái đường. Thông tin này được sử dụng cho chức năng lựa chọn, thiết lập và duy trì đường.
Mặt phẳng điều khiển sẽ xác định con đường tốt nhất thông qua mạng sử dụng định tuyến từng chặng hoặc định tuyến hiện. Trong phương pháp định tuyến từng chặng, mỗi một node trên con đường có nhiệm vụ xác định chặng tiếp theo tốt nhất dựa trên cơ sở dữ liệu trạng thái đường. Ngược lại, trong định tuyến hiện, một con đường thông qua mạng được xác định bởi LSR đầu vào.
Khi một tuyến đường đã được xác định, một giao thức báo hiệu (LDP, CR- LDP hoặc RSVP) được sử dụng để thông tin cho tất cả các bộ định tuyến dọc trên tuyến đường đó về yêu cầu một đường chuyển mạch mới. Giao thức báo hiệu có nhiệm vụ thông báo các thông số của tuyến đường như: nhận dạng phiên, dành sẵn tài nguyên, … cho tất cả các bộ định tuyến khác trên tuyến đường đó. Quá trình này bao gồm việc yêu cầu ánh xạ nhãn cho tất cả các số liệu sử dụng tuyến đường chuyển mạch nhãn đó. Sau khi thiết lập đường chuyển mạch nhãn thành công, giao thức báo hiệu có trách nhiệm đảm bảo tính toàn vẹn của phiên làm việc giữa các bộ định tuyến đồng cấp.
1.3.2.1. Chuyển đổi nhãn.
Chuyển đổi nhãn là một tập các thủ tục trong đó một LSR tra tìm một nhãn ở đầu của ngăn xếp nhãn và sử dụng ánh xạ nhãn đầu vào (ILM-Incoming Label Map) để ánh xạ nhãn này vào bảng chuyển tiếp nhãn chặng tiếp theo (NHLFE-Next Hop Label Forwarding Entry). Nhờ sử dụng các thông tin trong NHLFE, LSR có thể
quyết định nơi chuyển gói tin đến và thực hiện một hoạt động trong ngăn xếp nhãn của gói tin. Cuối cùng nó mã hoá giá trị ngăn xếp mới vào gói tin và chuyển gói tin đi.
Hình 1.3.4: Chuyển đổi nhãn.
1.3.2.2. Ngăn xếp nhãn.
Một ngăn xếp nhãn là một chuỗi các nhãn trong gói tin được tổ chức theo kiểu vào sau ra trước (Last -in, first-out). Một ngăn xếp nhãn cho phép một gói tin mang nhiều thông tin về nhiều FEC, cho phép nó truyền đi trong các miền MPLS khác nhau hoặc các phân đoạn LSP khác nhau trong một miền sử dụng các LSPs tương ứng dọc theo đường LSP từ đầu cuối đến đầu cuối. Việc xử lý nhãn luôn dựa trên nhãn nằm trên cùng của ngăn mà không cần quan tâm đến việc đã có một số nhãn từng nằm trên nó trong quá khứ hay như một số nhãn nằm dưới nó ở thời điểm hiện tại. Dưới cùng của bit "S" trong mào đầu "Shim MPLS" cho biết mức ngăn xếp cuối cùng. Ngăn xếp nhãn là khái niệm chính được sử dụng để thiết lập các đường hầm LSPs và phân cấp MPLS.
Intf In
Label In
Dest Intf Out
Label Out 3 0.70 47.2 2 0.80 3 0.50 47.1 1 0.40
IP 0.70
IP 0.50 IP 0.40
IP 0.80
Hình 1.3.5: Ngăn xếp nhãn.
1.3.3. Các phương thức điều khiển LSP.
Có hai phương thức điều khiển phân phối nhãn được định nghĩa trong kiến trúc MPLS để thiết lập một đường chuyển mạch nhãn LSP. Chúng bao gồm phương thức điều khiển phân phối nhãn độc lập và phương thức điều khiển phân phối nhãn tuần tự.
1.3.3.1. Điều khiển phân phối nhãn độc lập.
Trong phương thức này, mỗi LSR sẽ độc lập thực hiện quyết định kết hợp một nhãn với một FEC cụ thể và phân phối kết hợp này tới LSR đồng cấp liền kề.
Phương thức này giống với định tuyến IP thông thường.
Nếu phương thức phân phối nhãn chiều đi theo yêu cầu độc lập được sử dụng, LSR có thể đáp lại yêu cầu kết hợp nhãn mà không cần phải đợi cho đến khi nhận được kết hợp nhãn tương ứng từ chặng tiếp theo. Khi phương thức phân phối nhãn chiều đi không yêu cầu độc lập được sử dụng, một LSR sẽ phát quảng bá một kết hợp nhãn cho một FEC cụ thể tới LSR đồng cấp bất cứ khi nào nhãn đó sẵn sàng cho FEC đó.
1.3.3.2. Điều khiển phân phối nhãn tuần tự.
Trong phương thức này, một LSR chỉ kết hợp một nhãn với một FEC cụ thể khi nhận được một yêu cầu kết hợp nhãn. LSR đầu ra gửi một nhãn cho FEC đó trực tiếp vì nó là node cuối cùng trong miền MPLS. Nếu như LSR là trung gian, nó phải nhận được một kết hợp nhãn cho FEC đó từ node chặng tiếp theo của nó trước khi nó gửi kết hợp nhãn của nó. Trong phương thức này ngoại trừ LSR đầu ra, trước
khi một LSR có thể gửi một nhãn tới các LSR phía sau, nó phải đợi cho đến khi nhận được nhãn cho yêu cầu đó từ LSR phía trước.