Hình 2.4. Cấu trúc bộ định tuyến chuyển mạch nhãn
Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn (LSR-Label Switched Router) là một thiết bị thực hiện chức năng chuyển tiếp gói tin trong mạng MPLS. Nó là bộ định tuyến tốc độ cao tham gia vào việc thiết lập đường chuyển mạch nhãn LSP sử dụng các giao thức phân bổ nhãn và chuyển mạch lưu lượng tốc độ cao dựa trên đường đã thiết lập.
Ba loại LSR tồn tại trong mạng MPLS:
- LSR đầu vào: LSR đầu vào nhận một gói tin chưa được gán nhãn, chèn một ngăn xếp nhãn đằng trước gói tin và gửi nó trên một liên kết dữ liệu.
- LSR đầu ra: LSR đầu ra nhận các gói tin đã gán nhãn, gỡ bỏ nhãn này và gửi chúng trên một liên kết dữ liệu.
RIB B LI B IP Routing MPLS Signalling Control Plane IP Routing MPLS Signalling RI B LI B Control Plane FI B LFI B Forwarding Plane LFI B Forwarding Plane IP Routing Protocol IP Packet IP Packet IP Packet Labled Packet Labled Packet Po p Pus h
Lable Edge Router (LER) RIB = Routing Information Base
LIB = Lable Information Base
Lable Edge Router (LSR) FIB = Forwarding Information Base
LIB = Lable Forwarding Information Base
- LSR trung gian: Các LSR trung gian nhận một gói tin đã gán nhãn đến, chuyển mạch gói tin và gửi gói tin trên liên kết dữ liệu chính xác. Các LSR này chỉ có chức năng chuyển tiếp nhãn, thêm hoặc bỏ bớt nhãn.
Cấu trúc bộ định tuyến chuyển mạch nhãn gồm hai mặt phẳng là điều khiển và chuyển tiếp (hình 2.4).
Mặt phẳng điều khiển (Control Plane) có chức năng định tuyến IP dùng để giao tiếp với các LSR, LER khác hoặc các bộ định tuyến IP thông thường bằng các giao thức định tuyến IP. Kết quả là một cơ sở thông tin định tuyến (RIB) được tạo ra gồm các thông tin mô tả tuyến đường đến các tiền tố IP. LER sử dụng thông tin này để xây dựng cơ sở thông tin chuyển tiếp FIB trong mặt phẳng chuyển tiếp (Forwarding Plane).
Mặt phẳng điều khiển còn có chức năng báo hiệu MPLS dùng để giao tiếp với các LSR khác bằng giao thức phân phối nhãn. Kết quả là một cơ sở thông tin nhãn LIB gồm thông tin về các nhãn sử dụng do các LSR thương lượng với nhau. Thành phần báo hiệu MPLS nhận thông tin từ chức năng định tuyến IP và LIB để xây dựng cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn LFIB trong mặt phẳng chuyển tiếp.
Các LSR đầu vào và LSR đầu ra là được gọi là các bộ định tuyến biên chuyển mạch nhãn (LER). LER có thể là một bộ định tuyến lớp 3, chuyển mạch ATM hoặc chuyển mạch Frame Relay mà hỗ trợ MPLS. LER hỗ trợ nhiều cổng được kết nối tới các mạng khác nhau (như Frame-Relay, ATM hoặc Ethernet) và chuyển tiếp lưu lượng này tới mạng MPLS sau khi thiết lập đường chuyển mạch nhãn, bằng việc sử dụng giao thức phân bổ nhãn tại lối vào và phân bổ lưu lượng trở lại mạng truy nhập tại lối ra. LER có vai trò quan trọng trong việc gán và tách nhãn khi lưu lượng đi vào hoặc đi ra mạng MPLS và thiết lập đường chuyển mạch nhãn LSP.
Một bộ định tuyến chuyển mạch nhãn có thể làm 3 thao tác: Pop (gỡ nhãn), push (thêm), swap (hoán chuyển). Nó phải có khả năng gỡ một hoặc nhiều nhãn trên đầu của ngăn xếp nhãn trước khi chuyển mạch gói tin ra ngoài. Một LSR có thể thêm một hoặc nhiều nhãn vào gói tin nhận được. Nếu gói tin nhận được đã được
gán nhãn, LSR thêm một hoặc nhiều nhãn vào ngăn xếp nhãn và chuyển mạch gói tin ra ngoài. Nếu gói tin không được gán nhãn thì LSR tạo ra một ngăn xếp nhãn và thêm chúng vào gói tin. Một LSR cũng có khả năng hoán chuyển một nhãn. Nghĩa là khi một gói tin đã gán nhãn nhận được, nhãn đầu của ngăn xếp nhãn được thay bằng một nhãn mới và gói tin được chuyển mạch tới liên kết đầu ra.