Ý tưởng này là giông cơ chê simple-dynamic, nhưng với đường khođi phúc đã được tính toán trước khi xạy ra loêi.
ngress-LSR Egress-LSR (PML) Mieăn MPLS Đường làm vieơc Đường khođi phúc (PSL) Ingress-LSR Egress-LSR Mieăn MPLS Đường làm vieơc Đường khođi phúc (PSL) (PML)
3.7 Toơng kêt chương
Chương này này trình bày taơp hợp các yeđu caău cho kỹ thuaơt lưu lượng qua MPLS. Nhieău khạ naíng đã được mođ tạ taơp trung vào vieơc taíng cường tính ứng dúng cụa MPLS đôi với kỹ thuaơt lưu lượng.
Bài toán cơ bạn cụa MPLS-TE là làm sao ánh xá đoă hình nghieơm suy (induced graph) leđn tređn topology vaơt lý cụa máng moơt cách hieơu quạ nhât. MPLS cũng cung câp các cơ chê bạo veơ và khođi phúc lưu lượng ở lớp MPLS moơt cách tin caơy.
Chương 4:
MOĐ PHỎNG MPLS-TE VAØ ĐÁNH GIÁ 4.1 Phương pháp và cođng cú mođ phỏng
4.1.1 Phương pháp phađn tích
Có hai phương pháp đeơ phađn tích nghieđn cứu lưu lượng trong moơt máng:
§ Mođ hình hóa baỉng phương pháp toán hĩc
§ Mođ phỏng baỉng phaăn meăm tređn máy tính
Trong đeă tài này, sinh vieđn chĩn phương pháp mođ phỏng tređn máy tính với NS-2 (Network Simulator v.2). NS-2 là phaăn meăm mã nguoăn mở, mođ phỏng các sự kieơn rời rác nhaỉm múc đích nghieđn cứu máng, nó hoê trợ các giao thức máng như là TCP, UDP, hốt đoơng cụa những tài nguyeđn máng như FPT, Telnet, Web, CBR và VBR, các cơ chê quạn lý hàng đợi router như Drop Tail, RED và CBQ, các thuaơt toán định tuyên... NS-2 được viêt baỉng C++ và OTcl.
Hình 54: Dữ lieơu đaău vào và kêt xuât cụa NS
Đeơ thiêt laơp và cháy moơt máng mođ phỏng, người dùng phại viêt moơt taơp leơnh OTcl Script và khởi đoơng moơt lịch trình sự kieơn, thiêt laơp câu hình máng sử dúng các đôi tượng máng và các hàm chức naíng trong thư vieơn, chư cho tài nguyeđn lưu lượng biêt khi nào thì baĩt đaău và kêt thúc vieơc truyeăn gói thođng qua laơp bieơu.
Khi mođ phỏng kêt thúc, NS-2 sẽ xuât ra moơt hay nhieău file text, ở đó có chứa các dữ lieơu kêt quạ mođ phỏng chi tiêt nêu chúng ta yeđu caău trong taơp leơnh Tcl. Các file này lái là dữ lieơu đaău vào cho moơt chương trình hieơn thị mođ phỏng trực quan gĩi là Network Animator (NAM). Các sô lieơu kêt quạ mođ phỏng cũng được dùng đeơ vẽ các đoă thị phađn tích baỉng chương trình XGraph theo các yeđu caău nghieđn cứu.
4.1.2 Chuaơn bị cođng cú mođ phỏng
NS-2 được thiêt kê đeơ cháy trong mođi trường Unix. Tuy nhieđn, ta văn có theơ cài đaịt NS-2 trong Windows baỉng cách dùng theđm chương trình Cygwin. Sinh vieđn đã thử thực hieơn cài đaịt NS-2 tređn Linux Ubuntu 7.04 và tređn Windows XP với Cygwin v1.5.24, cạ hai mođi trường này đeău cho kêt quạ tôt.
Các cođng tác chuaơn bị đã thực hieơn:
§ Cài đaịt gói phaăn meăm ns-allinone-2.31 mới nhât, phát hành ngày 10/03/2007 tái website http://nsnam.isi.edu/nsnam . Trong gói này đã bao goăm ns-2.31,
nam-1.13, otcl-1.13 và tclcl-1.19.
§ Do thư vieơn MPLS sẵn có trong ns-2.31 là phieđn bạn mns_v1 khođng hoê trợ các taơp leơnh đeơ thực hieơn kỹ thuaơt lưu lượng, vì vaơy sinh vieđn đã tại phieđn bạn
mns_v2 (tác giạ Gaeil Ahn, Hàn Quôc) và thực hieơn bieđn dịch lái ns-2.31 đeơ hoê trợ taơp leơnh caăn thiêt trong các bài mođ phỏng MPLS-TE.
4.2 Noơi dung và kêt quạ mođ phỏng
Đeơ thuaơn tieơn trong vieơc thực hieơn mođ phỏng và đánh giá, tât cạ các bài mođ phỏng trong đeă tài này đeău thông nhât sử dúng moơt topology máng goăm 10 nút router như trong hình dưới đađy:
Hình 55: Topology vaơt lý máng thực hieơn mođ phỏng
Các nguoăn phát lưu lượng (src) đeău đaịt tái nút 0 và các đích nhaơn lưu lượng (sink) đeău đaịt tái nút 10. Các link giữa các nút đeău là full-duplex với thời gian treê là 30ms và có baíng thođng như tređn hình (M: Mbps).
Sau đađy là noơi dung và kêt quạ các bài mođ phỏng mà sinh vieđn đã thực hieơn. Mã nguoăn OTcl Script cụa các bài mođ phỏng này có trong phaăn phú lúc cụa đeă tài.
Nút 0 Nút 1 Nút 3 Nút 5 Nút 7 Nút 9 Nút 10 Nút 8 Nút 7 Nút 4 Nút 2 1M 1M 1M 1M 2M 3M 1M 2M 1M 2M 1M 2M 1M 3M
4.2.1 Mođ phỏng máng IP khođng hoê trợ MPLS
4.2.1.a Mođ hình
Topology như hình 55, trong đó tât cạ các nút đeău là router IP thođng thường khođng hoê trợ MPLS (được đaịt teđn tương ứng từ R0 đên R10). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Có 2 nguoăn lưu lượng (src1 và src2) được táo ra và gaĩn vào nút R0. Tương ứng có 2 đích lưu lượng (sink1 và sink2) gaĩn vào nút R10. Moêi nguoăn phát luoăng lưu lượng với tôc đoơ 0,9 Mbps, kích thước gói 600B.
4.2.1.b Thực hieơn và kêt quạ
Thực hieơn mođ phỏng với lịch trình quy định trong script mođ phỏng:
§ Thời đieơm 0,5s : Luoăng 1 (src1 – sink1) baĩt đaău truyeăn
§ Thời đieơm 2,0s : Luoăng 2 (src2 – sink2) baĩt đaău truyeăn
§ Thời đieơm 5,0s : Cạ 2 luoăng ngưng truyeăn Kêt quạ:
§ Luoăng 1: Truyeăn 843 gói, mât 244 gói, tư leơ mât gói: 28,9%
§ Luoăng 2: Truyeăn 559 gói, mât 240 gói, tư leơ mât gói: 42,9%
Hình 56: Kêt quạ baíng thođng nhaơn được ở bài 1
4.2.1.c Nhaơn xét
Máng IP sử dúng giại thuaơt định tuyên chĩn đường ngaĩn nhât, do vaơy cạ 2 luoăng lưu lượng đeău đi theo con đường là 1_3_5_7_9. Baíng thođng tređn đường này khođng đụ cho cạ hai luoăng, do vaơy tât yêu xạy ra nghẽn. Kêt quạ trực quan trong cửa soơ NAM cho thây cạ hai luoăng đeău bị rớt gói tái router R3. Trong khi đó, các đường khác có đụ baíng thođng nhưng lái khođng được sử dúng (hình 57). Đađy chính là vân đeă sử dúng tài nguyeđn khođng hieơu quạ trong máng IP.
Hình 57: Mođ phỏng trực quan bài 1 trong cửa soơ NAM
4.2.2 Mođ phỏng định tuyên ràng buoơc trong máng MPLS
4.2.2.a Mođ hình
Topology như hình 55, trong đó nút 0 và nút 10 là router IP thođng thường (R0 và R10). Các nút từ 1 đên 9 là các router có hoê trợ MPLS (LSR1 đên LSR9) táo thành moơt MPLS domain.
Có 3 nguoăn lưu lượng (src1, src2, src3) được táo ra và gaĩn vào nút R0. Tương ứng có 3 đích lưu lượng (sink1, sink2, sink3) gaĩn vào nút R10. Moêi nguoăn phát luoăng lưu lượng với tôc đoơ 0,8 Mbps, kích thước gói 600B.
4.2.2.b Thực hieơn và kêt quạ
Thực hieơn mođ phỏng với lịch trình quy định trong script mođ phỏng:
§ Laăn lượt thực hieơn định tuyên ràng buoơc và thiêt laơp 4 LSP có ID tương ứng là 1100, 1200, 1300 và 1400 với yeđu caău BW=0,8 Mbps cho moêi đường.
§ Thời đieơm 0,5s : Luoăng 1 (src1 – sink1) baĩt đaău truyeăn tređn LSP_1100
§ Thời đieơm 1,0s : Luoăng 2 (src2 – sink2) baĩt đaău truyeăn tređn LSP_1200
§ Thời đieơm 1,5s : Luoăng 3 (src3 – sink3) baĩt đaău truyeăn tređn LSP_1300
§ Thời đieơm 5,0s : Cạ 3 luoăng lưu lượng ngưng truyeăn.
Kêt quạ định tuyên ràng buoơc là các tuyên tường minh ER tìm thây như sau:
§ LSP_1100: ER= 1_3_5_7_9
§ LSP_1300: ER= 1_3_4_6_5_7_8_9
§ LSP_1400: ER= NO PATH ==> LSP_1400 sẽ khođng được thiêt laơp. Kêt quạ truyeăn các luoăng:
§ Luoăng 1: Truyeăn 750 gói, mât 0 gói
§ Luoăng 2: Truyeăn 666 gói, mât 0 gói
§ Luoăng 3: Truyeăn 583 gói, mât 0 gói (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 58: Kêt quạ baíng thođng nhaơn được ở bài 2
Hình 60: Xuât noơi dung bạng LIB ở các LSR ra màn hình console
4.2.2.c Nhaơn xét
Định tuyên ràng buoơc tự đoơng chĩn đường tôt nhât có đụ baíng thođng yeđu caău cho các CR-LSP, như vaơy đường được chĩn khođng nhât thiêt phại là đường ngaĩn nhât. Nêu khođng có đụ baíng thođng, CR-LSP sẽ khođng được thiêt laơp (như trường hợp cụa LSP_1400), đađy chính là cách ngaín ngừa taĩc nghẽn và đạm bạo QoS. Kêt quạ trực quan trong cửa soơ NAM cho thây ba luoăng maịc dù cùng xuât phát từ R0 và đên đích tái R10 nhưng moêi luoăng đi theo moơt đường khác nhau và đạm bạo khođng bị rớt gói. Đieău này cho thây hieơu quạ sử dúng tài nguyeđn được nađng cao nhờ kỹ thuaơt lưu lượng. Qua theo dõi noơi dung cơ sở dữ lieơu nhãn LIB cụa các LSR xuât ra tređn màn hình console, ta thây có vieơc sử dúng nhãn ứng với từng LSP được thiêt laơp.
4.2.3 Mođ phỏng hốt đoơng lân chiêm (Preemption) với các đoơ ưu tieđn
4.2.3.a Mođ hình
Topology như hình 55, trong đó nút 0 và nút 10 là router IP thođng thường (R0 và R10). Các nút từ 1 đên 9 là các router có hoê trợ MPLS (LSR1 đên LSR9) táo thành moơt MPLS domain.
Có 2 nguoăn lưu lượng (src1, src2) được táo ra và gaĩn vào nút R0. Tương ứng có 2 đích lưu lượng (sink1, sink2) gaĩn vào nút R10. Moêi nguoăn phát luoăng lưu lượng với tôc đoơ 0,8 Mbps, kích thước gói 600B.
4.2.3.b Thực hieơn và kêt quạ
Thực hieơn mođ phỏng với lịch trình quy định trong script mođ phỏng:
§ Thời đieơm 0,5s : Luoăng 1 (src1 – sink1) baĩt đaău truyeăn tređn LSP_1100 (được thiêt laơp theo đường tường minh ER=1_3_5_7_9, ràng buoơc BW=0,8 Mbps, có đoơ ưu tieđn thiêt laơp SPrio=7 và đoơ ưu tieđn naĩm giữ HPrio=5)
§ Thời đieơm 1,5s : Luoăng 2 (src2 – sink2) baĩt đaău truyeăn tređn LSP_1200 (được thiêt laơp theo đường tường minh ER=1_2_4_6_5_7_9, ràng buoơc BW=0,8 Mbps, có đoơ ưu tieđn thiêt laơp SPrio=5 và đoơ ưu tieđn naĩm giữ HPrio=4)
§ Thời đieơm 3,5s : Luoăng 2 ngưng truyeăn.
§ Thời đieơm 5,0s : Luoăng 1 ngưng truyeăn. Kêt quạ truyeăn các luoăng:
§ Luoăng 1: Truyeăn 750 gói, mât 149 gói, tư leơ mât gói: 19,8%
§ Luoăng 2: Truyeăn 333 gói, mât 0 gói, tư leơ mât gói: 0%
Hình 62: Mođ phỏng trực quan bài 3 trong cửa sô NAM
4.2.3.c Nhaơn xét
Luoăng 1 đi tređn LSP_1100 được thiêt laơp trước theo ER=1_3_5_7_9 và có đoơ ưu tieđn naĩm giữ HPrio=6. Luoăng 2 đi tređn LSP_1200 được thiêt laơp sau theo ER=1_2_4_6_5_7_9. Như vaơy, hai luoăng lưu lượng cánh tranh baíng thođng tređn link LSR7-LSR9 do link này khođng đụ baíng thođng yeđu caău cho cạ hai LSP. Vì LSP_1200 có đoơ ưu tieđn thiêt laơp Sprio=5 cao hơn HPrio=6 cụa LSP_1100 neđn luoăng 2 được đạm bạo câp đụ baíng thođng theo yeđu caău là 0,8 Mbps. Trong bài mođ phỏng, ta khođng quy định tái định tuyên sang đường khác cho luoăng 1 khi LSP_1100 bị lân chiêm neđn từ đađy, luoăng 1 được truyeăn theo kieơu best-effort, nghĩa là taơn dúng lượng baíng thođng 0,2 Mbps còn lái tređn link.
Với hốt đoơng lân chiêm (preemption), các trung kê lưu lượng có đoơ ưu tieđn naĩm giữ thâp phại nhường tài nguyeđn cho các trung kê có đoơ ưu tieđn thiêt laơp cao. Kêt quạ trực quan trong cửa soơ NAM cho thây chư có luoăng 1 bị rớt gói tái LSR7 đeơ đạm bạo baíng thođng yeđu caău cho luoăng 2 (hình 62).
4.2.4 Mođ phỏng khođi phúc đường theo cơ chê Makam
4.2.4.a Mođ hình
Topology như hình 55, trong đó nút 0 và nút 10 là router IP thođng thường (R0 và R10). Các nút từ 1 đên 9 là các router có hoê trợ MPLS (LSR1 đên LSR9) táo thành moơt MPLS domain.
Có 1 nguoăn lưu lượng (src1) được táo ra và gaĩn vào nút R0. Tương ứng có 1 đích lưu lượng (sink1) gaĩn vào nút R10. Nguoăn phát luoăng lưu lượng với tôc đoơ 0,8 Mbps, kích thước gói 600B.
4.2.4.b Thực hieơn và kêt quạ
Thực hieơn mođ phỏng với lịch trình quy định trong script mođ phỏng:
§ Thiêt laơp đường làm vieơc: LSP_1100 (ER=1_3_5_7_9)
§ Thiêt laơp đường bạo veơ toàn cúc: LSP_1200 (ER=1_2_4_6_8_9)
§ Thời đieơm 0,5s : Luoăng 1 (src1 – sink1) baĩt đaău truyeăn tređn LSP_1100
§ Thời đieơm 2,0s : Link giữa LSR5-LSR7 bị đứt, đên 3,5s thì khođi phúc. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
§ Thời đieơm 5,0s : Luoăng 1 ngưng truyeăn.
Kêt quạ truyeăn luoăng: Truyeăn 750 gói, mât 57 gói, tư leơ mât gói: 7,59%
Hình 63: Kêt quạ baíng thođng nhaơn được ở bài 4
Hình 65: Đường đi cụa lưu lượng sau thời đieơm sự cô (Makam)
4.2.4.c Nhaơn xét
Khi link giữa LSR5-LSR7 bị đứt, LSR5 phát moơt bạn tin FIS veă LSR1. Sau khi LSR1 nhaơn được thođng đieơp này, nó sẽ chuyeơn luoăng lưu lượng từ đường làm vieơc sang đường bạo veơ toàn cúc đã thiêt laơp. Do thođng đieơp thođng báo phại mât moơt khoạng thời gian mới đên được LSR1 neđn trong thời gian này, các gói văn còn được truyeăn tređn đường dăn có link bị hỏng và sẽ bị mât. Đađy chính là nhược đieơm cụa cơ chê bạo veơ Makam.
4.2.5 Mođ phỏng khođi phúc đường theo cơ chê Haskin (Reverse Backup)
4.2.5.a Mođ hình
Như mođ hình bài trước ở múc 4.2.4.a.
4.2.5.b Thực hieơn và kêt quạ
Thực hieơn mođ phỏng với lịch trình quy định trong script mođ phỏng:
§ Thiêt laơp đường làm vieơc: LSP_1100 (ER=1_3_5_7_9)
§ Thiêt laơp đường bạo veơ toàn cúc: LSP_1200 (ER=1_2_4_6_8_9)
§ Thiêt laơp đường reverse backup: LSP_1300 (ER=9_7_5_3_1_L1200 )
§ Thời đieơm 0,5s : Luoăng 1 (src1 – sink1) baĩt đaău truyeăn tređn LSP_1100
§ Thời đieơm 2,0s : Link giữa LSR5-LSR7 bị đứt, đên 3,5s thì khođi phúc.
§ Thời đieơm 5,0s : Luoăng 1 ngưng truyeăn.
Hình 66: Kêt quạ baíng thođng nhaơn được ở bài 5
Hình 67: Đường đi cụa lưu lượng sau thời đieơm sự cô (Haskin)
4.2.5.c Nhaơn xét
Cơ chê bạo veơ này khaĩc phúc được nhược đieơm mât gói cụa cơ chê Makam. Kêt quạ trực quan trong cửa soơ NAM (hình 67) cho thây luoăng khi đên LSR5 được chuyeơn ngược trở lái LSR1 đeơ đi sang đường bạo veơ. Tuy nhieđn, đoơ treê sẽ taíng leđn do đường đi cụa lưu lượng dài hơn.
4.2.6 Mođ phỏng khođi phúc đường theo cơ chê Shortest-Dynamic
4.2.6.a Mođ hình
4.2.6.b Thực hieơn và kêt quạ
Thực hieơn mođ phỏng với lịch trình quy định trong script mođ phỏng:
§ Thiêt laơp đường làm vieơc: LSP_1100 (ER=1_3_5_7_9)
§ Thời đieơm 0,5s : Luoăng 1 (src1 – sink1) baĩt đaău truyeăn tređn LSP_1100
§ Thời đieơm 2,0s : Link giữa LSR5-LSR7 bị đứt, đên 3,5s thì khođi phúc.
§ Thời đieơm 5,0s : Luoăng 1 ngưng truyeăn.
Kêt quạ truyeăn luoăng: Truyeăn 750 gói, mât 192 gói, tư leơ mât gói: 25,6% (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 68: Kêt quạ baíng thođng nhaơn được ở bài 6
4.2.6.c Nhaơn xét
Cơ chê Shortest-Dynamic thuoơc lối sửa chữa cúc boơ bạo veơ link. Kêt quạ trực quan trong cửa soơ NAM (hình 69) cho thây khi link LSR5-LSR7 bị đứt, LSR5 tự đoơng định tuyên và báo hieơu thiêt laơp LSP_1101 ngaĩn nhât nôi giữa LSR5 và LSR7 (đi theo đường 5_6_8_7). Như vaơy, các gán kêt nhãn cụa LSP_1100 khođng bị thay đoơi. LSP_1100 coi như được “đi ngaăm” baỉng cách loăng vào trong LSP_1101 đeơ đi từ LSR5 đên được LSR7, tránh được đốn link bị đứt. Trong thời gian chờ thiêt laơp tuyên “đường vòng” LSP_1101, các gói tređn LSP_1100 bị mât.
4.2.7 Mođ phỏng khođi phúc đường theo cơ chê Simple-Dynamic
4.2.7.a Mođ hình
Như mođ hình bài trước ở múc 4.2.4.a.
4.2.7.b Thực hieơn và kêt quạ
Thực hieơn mođ phỏng với lịch trình quy định trong script mođ phỏng:
§ Đường làm vieơc: ER=1_3_5_7_9
§ Thời đieơm 0,5s : Luoăng 1 (src1 – sink1) baĩt đaău truyeăn tređn đường làm vieơc
§ Thời đieơm 2,0s : Link giữa LSR5-LSR7 bị đứt, đên 3,5s thì khođi phúc.
§ Thời đieơm 5,0s : Luoăng 1 ngưng truyeăn.
Kêt quạ truyeăn luoăng: Truyeăn 750 gói, mât 66 gói, tư leơ mât gói: 8,8%
Hình 71: Đường đi cụa lưu lượng sau thời đieơm sự cô (Simple-Dynamic)
4.2.7.c Nhaơn xét
Cơ chê Simple-Dynamic thuoơc lối sửa chữa cúc boơ, có theơ dùng cho bạo veơ link hoaịc bạo veơ nút. Kêt quạ trực quan trong cửa soơ NAM (hình 71) cho thây khi link LSR5-LSR7 bị đứt, LSR5 tự đoơng định tuyên và báo hieơu thiêt laơp LSP_9999 ngaĩn nhât nôi giữa LSR5 và Egress, ở đađy là LSR9 (đi theo đường 5_6_8_9). Trong thời gian chờ thiêt laơp tuyên “đường tránh” LSP_9999, các gói tređn đường làm vieơc bị mât.
4.3 Toơng kêt chương
Trong chương này, sinh vieđn báo cáo các bài mođ phỏng đã thực hieơn đeơ làm rõ cơ chê thực hieơn kỹ thuaơt lưu lượng cụa MPLS. Các vân đeă bạo veơ khođi phúc đường - moơt trong những nhieơm vú cụa kỹ thuaơt lưu lượng cũng được minh hĩa trong moơt sô ví dú. Các bài trong phaăn thực hành này được thực hieơn với phaăn meăm nguoăn mở NS-2.
Các file OTcl Scripts thực hieơn các bài mođ phỏng trình bày trong phaăn phú lúc cụa khóa luaơn này.