Chế độ hoạt động tế bào MPLS

Khi xem xột triển khai MPLS qua ATM cần phải giải quyết một số trở ngại sau đõy :

- Hiện tại khụng tồn tại một cơ chế nào cho việc trao đổi trực tiếp cỏc gúi IP giữa 2 nỳt MPLS cận kề qua giao diện ATM. Tất cả cỏc số liệu trao đổi qua giao diện ATM phải được thực hiện qua kờnh ảo ATM.

- Cỏc tổng đài ATM khụng thể thực hiện việc kiểm tra nhón hay địa chỉ lớp 3. Khả năng duy nhất của tổng đài ATM đú là chuyển đổi VC đầu vào sang VC đầu ra của giao diện ra.

Hỡnh 1.20 : Phõn bổ nhón trong mạng ATM-MPLS

Như vậy cần thiết phải xõy dựng một số cơ chế để đảm bảo thực thi MPLS qua ATM như sau :

SVTH: Phạm Thanh Hải

LSR biờn 1 POP LSR biờn 2 POP ATM-LSR lõi 2 ATM-LSR lõi 1 ATM- LSR lõi 3

Bước 1: gửi yờu cầu nhón X đến nỳt cần kề

Bước 6 : Giá trị VPI/VCI nội vùng đư ợc gán bởi ATM-LSR lõi 1 gửi đến LSR biên 1 trả lời cho yêu cầu

Bước 2 : ATM- LSR lừi 1 gửi yờu cầu giỏ trị nhón X đến ATM-LSR lừi 3

Bước 3 : ATM- LSR lừi 3 gửi yờu cầu giỏ trị nhón X đến LSR biờn 4 LSR biờn 3 POP LSR biờn 4 POP LSR biờn 5 POP

Yờu cầu giỏ trị X

X=1/85

Yờu cầu giỏ trị X

X=1/241

Yờu cầu giỏ trị X

X=1/63 Bước 4: LSR biên 4 gán giá trị VPI/VCI và gửi trả lời ATM-LSR lõi 3 Bước 5: LSR lõi 3 gán giá trị VPI/VCI nội vùng, chuyển đổi VPI/VCI vào sang VPI/VCI ra và gửi giá trị VPI/VCI mới đến ATM-LSR lõi 1

- Cỏc gúi IP trong mảng điều khiển khụng thể trao đổi trực tiếp qua giao diện ATM. Một kờnh ảo VC phải được thiết lập giữa 2 nỳt MPLS cần kề để trao đổi gúi thụng tin điều khiển.

- Nhón trờn cựng trong ngăn xếp nhón phải được sử dụng cho cỏc giỏ trị VPI/VCI.

- Cỏc thủ tục gỏn và phõn phối nhón phải được sửa đổi để đảm bảo cỏc tổng đài ATM khụng phải kiểm tra địa chỉ lớp 3.

Trong phần tiếp theo một số thuật ngữ sau đõy được sử dụng :

 Kết nối trong mảng điều khiển qua giao diện LC-ATM:

Cấu trỳc MPLS đũi hỏi liờn kết thuần IP giữa cỏc mảng điều khiển của cỏc LSR cận kề để trao đổi liờn kết nhón cũng như cỏc gúi điều khiển khỏc. Cơ cấu trao đổi thụng tin được thể hiện trong hỡnh 1.21:

Hỡnh 1.21 : Trao đổi thụng tin giữa cỏc LSR cận kề

Trong chế độ hoạt động MPLS khung yờu cầu này được đỏp ứng một cỏch đơn giản bởi cỏc Router cú thể gửi, nhận cỏc gúi IP và cỏc gúi cú nhón qua bất cứ giao diện chế độ khung nào dự là LAN hay WAN. Tuy nhiờn tổng đài ATM khụng

LSR LSR Mảng số liệu Mảng điều khiển Giao thức định tuyến IP Bảng định tuyến IP

Giao thức báo hiệu MPLS Bảng chuyển tiếp nhãn Mảng số liệu Mảng điều khiển Giao thức định tuyến IP Bảng định tuyến IP

Giao thức báo hiệu MPLS

Bảng chuyển tiếp nhãn Trao đổi thông

tin định tuyến

Trao đổi liên kết nhãn

Các gói nhãn Gói có nhãn

cú khả năng đú. Để cung cấp kết nối thuần IP giữa cỏc ATM-LSR cú hai cỏch sau đõy :

- Thụng qua kết nối ngoài băng như kết nối Ethernet giữa cỏc tổng đài.

- Thụng qua kờnh ảo quản lý trong băng tương tự như cỏch mà giao thức của ATM Forum thực hiện. Phương ỏn này cú cấu trỳc như hỡnh dưới đõy.

Kờnh ảo điều khiển MPLS VC thụng thường sử dụng giỏ trị VPI/VCI là 0/32 và bắt buộc phải sử dụng phương phỏp bọc LLC/SNAP cho cỏc gúi IP theo chuẩn RFC 1483. Khi triển khai MPLS trong tổng đài ATM (ATM-LSR) phần điều khiển trung tõm của tổng đài ATM phải hỗ trợ thờm bỏo hiệu MPLS và giao thức thiết lập kờnh VC. Hai loại giao thức này hoạt động song song (chế độ này được gọi là chế độ hoạt động con thuyền trong đờm (Ships-in-the-night). Một số loại tổng đài cú khả năng hỗ trợ ngay cho những chức năng mới này (như của Cisco), một số loại khỏc cú thể nõng cấp với phần sụn (firmware) mới. Trong trường hợp này, bộ điều khiển MPLS bờn ngoài cú thể được bổ sung vào tổng đài để đảm đương chức năng mới. Liờn lạc giữa tổng đài và bộ điều khiển ngoài này chỉ hỗ trợ cỏc hoạt động đơn giản như thiết lập kờnh VC cũn toàn bộ bỏo hiệu MPLS giữa cỏc nỳt được thực hiện bởi bộ điều khiển bờn ngoài.

Hỡnh 1.22 : Cơ chế thiết lập kờnh ảo điều khiển MPLS

 Chuyển tiếp cỏc gúi cú nhón qua miền ATM-LSR:

Việc chuyển tiếp cỏc gúi nhón qua miền ATM-LSR được thực hiện trực tiếp qua cỏc bước sau :

SVTH: Phạm Thanh Hải

ATM-LSR Mảng điều khiển MPLS trong tổng đài Mảng số liệu ATM ATM switching matrix ATM-LSR Mảng điều khiển MPLS trong tổng đài Mảng số liệu ATM ATM switching matrix ATM-LSR biờn Mảng điều khiển MPLS ATM-LSR biờn Mảng điều khiển MPLS Kờnhảođiều khiểnMPLS (0/32)

- ATM-LSR biờn lối vào nhận gúi cú nhón hoặc khụng nhón, thực hiện việc kiểm tra cơ sở dữ liệu chuyển tiếp FIB hay cơ sở dữ liệu chuyển tiếp nhón LFIB và tỡm ra giỏ trị VPI/VCI đầu ra để sử dụng như nhón lối ra. Cỏc gúi cú nhón được phõn chia thành cỏc tế bào ATM và gửi đến ATM-LSR tiếp theo. Giỏ trị VPI/VCI được gắn vào mào đầu của từng tế bào.

- Cỏc nỳt ATM-LSR chuyển mạch tế bào theo giỏ trị VPI/VCI trong mào đầu của tế bào theo cơ chế chuyển mạch ATM truyền thống. Cơ chế phõn bổ và phõn phối nhón phải bảo đảm việc chuyển đổi giỏ trị VPI/VCI nội vựng và ngoài vựng là chớnh xỏc.

- ATM-LSR biờn lối ra (khỏi miền ATM-LSR) tỏi tạo lại cỏc gúi cú nhón từ cỏc tế bào, thực hiện việc kiểm tra nhón và chuyển tiếp tế bào đến LSR tiếp theo. Việc kiểm tra nhón dựa trờn giỏ trị nhón VPI/VCI của tế bào đến mà khụng dựa vào nhón trờn đỉnh của ngăn xếp trong mào đầu nhón MPLS bởi vỡ ATM-LSR giữa cỏc biờn của miền ATM-LSR chỉ thay đổi giỏ trị VPI/VCI mà khụng thay đổi nhón bờn trong cỏc tế bào ATM. Lưu ý rằng nhón đỉnh của ngăn xếp được lập giỏ trị bằng 0 bởi ATM-LSR biờn lối vào trước khi gúi cú nhón được phõn chia thành cỏc tế bào.

 Phõn bổ và phõn phối nhón trong miền ATM-LSR:

Việc phõn bổ và phõn phối nhón trong chế độ hoạt động này cú thể sử dụng cơ chế giống như trong chế độ hoạt động khung. Tuy nhiờn nếu triển khai như vậy sẽ dẫn đến một loạt cỏc hạn chế bởi mỗi nhón được gỏn qua giao diện LC-ATM tương ứng với một ATM VC. Vỡ số lượng kờnh VC qua giao diện ATM là hạn chế nờn cần giới hạn số lượng VC phõn bổ qua LC-ATM ở mức thấp nhất. Để đảm bảo được điều đú, cỏc LSR phớa sau sẽ đảm nhận trỏch nhiệm yờu cầu phõn bổ và phõn phối nhón qua giao diện LC-ATM. LSR phớa sau cần nhón đế gửi gúi đến nỳt tiếp theo phải yờu cầu nhón từ LSR phớa trước nú. Thụng thường cỏc nhón được yờu cầu dựa trờn nội dung bảng định tuyến mà khụng dựa vào luồng dữ liệu, điều đú đũi hỏi nhón cho mỗi đớch trong phạm vi của nỳt kế tiếp qua giao diện LC-ATM.

LSR phớa trước cú thể đơn giản phõn bổ nhón và trả lời yờu cầu cho LSR phớa sau với bản tin trả lời tương ứng. Trong một số trường hợp, LSR phớa trước cú thể phải cú khả năng kiểm tra địa chỉ lớp 3 (nếu nú khụng cừn nhón phớa trước yờu cầu cho đớch). Đối với tổng đài ATM, yờu cầu như vậy sẽ khụng được trả lời bởi chỉ khi nào nú cú nhón được phõn bổ cho đớch phớa trước thỡ nú mới trả lời yờu cầu.

Nếu ATM-LSR khụng cú nhón phớa trước đỏp ứng yờu cầu của LSR phớa ssau thỡ nú sẽ yờu cầu nhón từ LSR phớa trước nú và chỉ trả lời khi đó nhận được nhón từ LSR phớa trước nú. Hỡnh 1.20 mụ tả chi tiết quỏ rỡnh phõn bổ và phõn phối nhón trong miền ATM-LSR.

 Hợp nhất VC:

Vấn đề hợp nhất VC (gỏn cựng VC cho cỏc gúi đến cựng đớch) là một vấn đề quan trọng cần giải quyết đối với cỏc tổng đài ATM trong mạng MPLS. Để tối ưu húa quỏ trỡnh gỏn nhón ATM-LSR cú thể sử dụng lại nhón cho cỏc gúi đến cựng đớch. Tuy nhiờn một vấn đề cần giải quyết là khi cỏc gúi đú xuất phỏt từ cỏc nguồn khỏc nhau (cỏc LSR khỏc nhau) nếu sử dụng chung một giỏ trị VC cho đớch thỡ sẽ khụng cú khả năng phõn biệt gúi nào thuộc luồng nào và LSR phớa trước khụng cú khả năng tỏi tạo đỳng cỏc gúi từ cỏc tế bào. Vấn đề này được gọi là xen kẽ tế bào. Để trỏnh trường hợp này, ATM-LSR phải yờu cầu LSR phớa trước nú nhón mới mỗi khi LSR phớa sau nú đũi hỏi nhón đến bất cứ đớch nào ngay cả trong trường hợp nú đó cú nhón phõn bổ cho đớch đú. Một số tổng đài ATM với thay đổi nhỏ trong phần cứng cú thể đảm bảo được rằng hai luồng tế bào chiếm cựng một VC khụng bao giờ xen kẽ nhau. Cỏc tổng đài này sẽ tạm lưu cỏc tế bào trong bộ đệm cho đến khi nhận được tế bào cú bit kết thỳc khung trong mào đầu tế bào ATM. Sau đú toàn bộ cỏc tế bào này được truyền ra kờnh VC. Như vậy bộ đệm trong cỏc tổng đài này phải tăng thờm và một vấn đề mới xuất hiện đú là độ trễ qua tổng đài tăng lờn. Quỏ trỡnh gửi kế tiếp cỏc tế bào kờnh VC này được gọi là quỏ trỡnh hợp nhất kờnh ảo VC. Chức năng hợp nhất kờnh ảo VC này giảm tối đa số lượng nhón phõn bổ trong miền ATM-LSR.