CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG QUẢN LÝ DI ĐỘNG CHO CÁC MẠNG
3.3. Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS di động Micro
3.3.3. Các cơ chế chuyển giao trong MPLS di động Micro
Như đã nói ở trên, MPLS di động Micro đưa ra hai cơ chế hỗ trợ quản lý di động là FH-Micro và FC-Micro. Dưới đây sẽ trình bày cụ thể về hai cơ chế này.
3.3.3.1. Cơ chế chuyển giao nhanh FH-Micro
Mục đích chính FH-Micro là để nhận biết trước chuyển giao ngoài LER lớp 3 bằng cách sử dụng các chức năng lớp 2 và để thiết lập LSP trước khi MN thực sự di chuyển vào một mạng con mới, mục đích này nhằm giảm hiện tượng phá hủy dịch vụ. Trong phần này nghiên cứu hai loại LSP: LSP chủ động và LSP bị động.
LSP chủ động là LSP từ LERG đến LER/FA đang phục vụ hiện thời. LSP này thường được sử dụng để truyền dữ liệu. Còn LSP bị động là LSP từ LERG đến mạng con tiếp theo mà MN sẽ di chuyển vào. LSP này thường không được sử dụng cho đến tận khi nó được hoạt hóa.
FH-Micro sử dụng cơ chế phát hiện sự di chuyển thuộc lớp liên kết để dự đoán miền tiếp theo mà MN có thể đi đến. Như có thể nhìn thấy trong hình 3.4a, khi MN đi vào vùng giao nhau của các tế bào biên thuộc hai mạng con, nó sẽ nhận được một cảnh báo (Beacon) từ AP mới có thể (bước 1). Ngay lập tức, MN thông báo với LER/FA hiện thời về khả năng chuyển giao bằng cách gửi một bản tin báo hiệu
mới (bước 2). Chú ý rằng trong trường hợp này, MN chưa được kết nối tới liên kết vô tuyến của mạng con mới và vẫn nằm trong kết nối với AP cũ.
Mỗi LER/FA có một bảng Liên kết hàng xóm chứa các địa chỉ IP và MAC của toàn bộ các AP là hàng xóm của nó. Do đó, khi LER/FA hiện thời nhận được bản tin báo hiệu Khởi đầu chuyển giao, nó sẽ nhìn vào bảng Liên kết hàng xóm của mình để lấy ra địa chỉ IP của LER/FA mới và sau đó thông báo với LERG về hoạt động chuyển giao có thể xảy ra (bước 3a). Hình 3.4a dưới đây minh họa hoạt động của FH-Micro trước chuyển giao.
Hình 3.4a: Hoạt động của FH-Micro trước chuyển giao
Ngay lập tức, LERG khởi đầu thủ tục thiết lập LSP với LER/FA mới trước khi chuyển giao lớp 3 xảy ra (ví dụ, trước khi MN nhận được bản tin quảng bá IP di động từ FA mới). Điều này có nghĩa là, FH-Micro sẽ tái thiết lập một LSP thụ động bổ sung giữa LERG và mạng con mới mà MN có thể đi vào (bước 4). Cùng thời điểm của bước 3a, LER/FA thông báo cho MN biết về địa chỉ RCoA mới (địa chỉ IP của LER/FA mới) bằng cách sử dụng bản tin báo hiệu Quảng bá hàng xóm (Neighbor Advertisement) (bước 3b). Do vậy, MN có thể bắt đầu thủ tục đăng ký với LERG trước khi nhận được bản tin Quảng bá IP di động mới từ FA mới. Chú ý rằng việc đăng ký của MN với LERG chỉ được khởi tạo khi chuyển giao lớp 2 được
thực hiện. Cụ thể, chuyển giao lớp 2 được khởi đầu bởi MN khi cường độ báo hiệu nhận được từ phía AP hiệu thời xuống dưới mức ngưỡng.
Hình 3.4b dưới đây minh họa hoạt động FH-Micro trong quá trình chuyển giao.
Hình 3.4b: FH-Micro trong quá trình chuyển giao
Khi báo hiệu từ AP thấp hơn mức ngưỡng, MN thông báo với LER/FA hiện thời để khởi động cơ chế bộ đệm bằng cách gửi bản tin báo hiệu di chuyển. Khi chuyển giao lớp 2 đã hoàn tất thì chuyển giao lớp 3 được khởi đầu bởi MN, thậm chí trước khi MN nhận được bản tin quảng bá IP di động từ FA mới nếu MN hoàn toàn có thể nhận biết được RCoA mới (bước 2). FA mới chuyển bản tin Yêu cầu đăng ký IP di động tới LERG (bước 3a) và thông báo với LER/FA cũ về sự kiện chuyển giao này (bước 3b). Ngay khi LERG nhận được Yêu cầu đăng ký IP di động, nó kích hoạt LSP bị động đã được tái thiết lập và lưu lượng sẽ được phân phát thông qua LSP này (bước 4a). Mặt khác, khi LER/FA được thông báo về việc chuyển giao, thì các gói tin trong luồng được chuyển tiếp tới MN thông qua FA
thiện hiệu suất chuyển giao của MPLS di động Micro và giảm hiện tượng phá hủy dịch vụ.
3.3.3.2. Cơ chế chuỗi chuyển giao: FC-Micro
Biến thể thứ hai được đưa ra để điều khiển tính di động cục bộ một cách hiệu quản được gọi là MPLS di động FC-Micro. Cơ chế này được dựa trên khái niệm chuỗi chuyển tiếp (một tập các đường chuyển tiếp). Trong kỹ thuật này, mỗi thời điểm mà MN di chuyển vào một mạng con mới thì RCoA được đăng ký với LER/FA cũ thay vì đăng ký với LERG, như chỉ ra trong hình 3.5. Bằng thủ tục này, LSP hiện thời giữa LERG và mạng con cũ sẽ được mở rộng từ FA cũ tới FA mới. Kết quả là một chuỗi chuyển tiếp các FA sẽ được tạo ra cho mỗi MN. Để làm được điều này, mỗi MN phải duy trì một bộ đệm để lưu trữ các địa chỉ IP của các LER/FA khách.
Các gói tin di chuyển đến MN này sẽ bị FA đầu tiên trong chuỗi chặn lại (được gọi là FA chủ), tận dụng ưu điểm của LSP hiện thời giữa LERG và LER/FA chủ, và sau đó được chuyển đi dọc theo chuỗi FA tới MN. Dễ dàng nhận thấy rằng một cơ chế như thế này có thể gây ra trễ không mong muốn do chuỗi FA dài.
Để tránh chuỗi chuyển tiếp dài, chúng ta thiết lập một ngưỡng độ dài ký hiệu là Lth (chỉ thị số lần dịch chuyển). Khi đạt được đến ngưỡng, MN sẽ đăng ký với LERG và xóa toàn bộ địa chỉ trong bộ đệm của nó. Nghĩa là chuỗi chuyển tiếp MN sẽ được làm mới và LER/FA khách mới trở thành FA chủ mới. Chú ý rằng cơ chế này cho phép giảm đáng kể các bản tin cập nhật đăng ký được gửi bởi MN tới LERG. Các đăng ký LERG này được thay thế bởi các cập nhật chuỗi chuyển tiếp đơn giản (các cập nhật cục bộ). Hơn nữa, cơ chế như thế này sẽ phù hợp với các MN có tính di động cao, tại đó các gói dữ liệu cần được chuyển tiếp nhanh chóng tới các vùng mới của chúng.
Hình 3.5: Hoạt động của FC-Micro
Hoạt động cơ bản của cơ chế MPLS di động FC-Micro được miêu tả trong hình 3.5. Trong trường hợp này, MN di chuyển từ mạng con 1 đến mạng con 4. Giả sử rằng ngưỡng độ dài của chuỗi chuyển tiếp là 3. Khi MN di chuyển đến mạng con 2, nó sẽ đăng ký RCoA mới tại LER/FA1 trước đó, chính là LER/FA chủ. Tương tự khi MN di chuyển vào mạng con 3, nó thông báo RCoA mới cho LER/FA2 trước đó. Trong trường hợp này, các gói dữ liệu của MN sẽ bị chặn lại bởi LERG và được gửi tới LER/FA chủ bằng cách sử dụng LSP hiện thời giữa LERG và LER/FA1. Sau đó, các gói tin sẽ được chuyển tiếp dọc theo chuỗi FA đến MN. Nhờ vậy, chi phí cập nhật vùng giảm đi nhiều vì khoảng cách giữa hai LER/FA lân cận thường ngắn hơn khoảng cách giữa một LER/FA và LERG. Ngưỡng độ dài chuỗi chuyển tiếp đạt được khi MN đăng ký với LERG và cập nhật RCoA mới của nó tới gốc của miền.
Cùng thời điểm đó, LER/FA4 mới trở thành FA chủ của chuỗi chuyển tiếp tiếp theo. Cơ chế MPLS di động FC-Micro có thể được miêu tả bởi mã giả như sau.
%Các thủ tục đăng ký vùng
So sánh địa chỉ LER/FA mới với các địa chỉ trong bộ đệm;
IF (Địa chỉ này có sẵn trong bộ đệm)
Lấy ra từ bộ đệm hàng (rg) của mạng con này;
i=rg;
ELSE
Ghi lại địa chỉ LER/FA mới vào bộ đệm;
i=i+1;
ENDIF IF (i<Lth)
LER/FA mới đăng ký với LER/FA cũ;
ELSE
LER/FA mới đăng ký với LERG;
MN thông báo với LER/FA cũ về chuyển giao;
Xóa toàn bộ các địa chỉ trong bộ đệm;
i=0;
ENDIF ENDIF
%Các thủ tục phân phát gói tin
IF (Các gói tin của MN bị chặn lại bởi LERG)
Chuyển mạch các gói tin đến LER/FA chủ bằng cách sử dụng hoán đổi nhãn;
IF (LER/FA không phải là LER/FA đang phục vụ MN)
Chuyển mạch lại các gói tin đến LER/FA tiếp theo của chuỗi chuyển tiếp;
ENDIF
LER/FA đang phục vụ hiện thời xóa bỏ nhãn và gửi các gói tin đến MN;
ENDIF