Việc quyết định sử dụng TCP để truyền cỏc bản tin LDP là một vấn đề cần xem xột. Yờu cầu về độ tin cậy là rất cần thiết: nếu việc liờn kết nhón hay yờu cầu liờn kết nhón được truyền một cỏch khụng tin cậy thỡ lưu lượng cũng khụng được chuyển mạch theo nhón. Một vấn đề quan trọng nữa đú là thứ tự cỏc bản tin phải bảo đảm đỳng. Như vậy liệu việc sử dụng TCP để truyền LDP cú bảo đảm hay khụng và cú nờn xõy dựng luụn chức năng chuyển tải này trong bản thõn LDP hay khụng?
Việc xõy dựng cỏc chức năng bảo đảm độ tin cậy trong LDP khụng nhất thiết phải thực hiện toàn bộ cỏc chức năng của TCP trong LDP mà chỉ cần dừng lại ở những chức năng cần thiết nhất vớ dụ như chức năng điều khiển trỏnh tắc nghẽn được coi là khụng cần thiết trong LDP....Tuy nhiờn việc phỏt triển thờm cỏc chức năng đảm bảo độ tin cậy trong LDP cũng cú nhiều vấn đề cần xem xột vớ dụ như cỏc bộ định thời cho cỏc bản tin ghi nhận và khụng ghi nhận, trong trường hợp sử dụng TCP chỉ cần 1 bộ định thời của TCP cho toàn phiờn LDP.
c) Cỏc bản tin LDP
Cú 4 dạng bản tin cơ bản sau đõy:
Dạng bản tin Initialization
Cỏc bản tin thuộc loại này được gửi khi bắt đầu một phiờn LDP giữa 2 LSR để trao đổi cỏc tham số, cỏc tuỳ chọn cho phiờn. Cỏc tham số này bao gồm:
Chế độ phõn bổ nhón
Cỏc giỏ trị bộ định thời
Phạm vi cỏc nhón sử dụng trong kờnh giữa 2 LSR đú.
Cả 2 LSR đều cú thể gửi cỏc bản tin Initialization và LSR nhận sẽ trả lời bằng KeepAlive nếu cỏc tham số được chấp nhận. Nếu cú một tham số nào đú
khụng được chấp nhận thỡ LSR trả lời thụng bỏo cú lỗi và phiờn kết thỳc.
Dạng bản tin KeepAlive
Cỏc bản tin KeeepAlive được gửi định kỳ khi khụng cú bản tin nào được
gửi để đảm bảo cho mỗi thành phần LDP biết rằng thành phần LDP khỏc đang
hoạt động tốt. Trong trường hợp khụng xuất hiện bản tin KeepAlive hay một số
bản tin khỏc của LDP trong khoảng thời gian nhất định thỡ LSR sẽ xỏc định đối phương hoặc kết nối bị hỏng và phiờn LDP bị dừng.
Cỏc bản tin Label Mapping được sử dụng để quảng bỏ liờn kết giữa FEC
(Prefix điạ chỉ) và nhón. Bản tin Label Withdrawal thực hiện quỏ trỡnh ngược
lại: nú được sử dụng để xoỏ bỏ liờn kết vừa thực hiện. Bản tin này được sử dụng khi cú sự thay đổi trong bảng định tuyến (thay đổi Prefix địa chỉ) hay thay đổi trong cấu hỡnh LSR làm tạm dừng việc chuyển nhón cỏc gúi trong FEC đú.
Dạng bản tin Label Release
Bản tin này được sử dụng bởi LSR khi nhận được chuyển đổi nhón mà nú khụng cần thiết nữa. Điều đú thường xảy ra khi LSR giải phúng nhận thấy nỳt tiếp theo cho FEC đú khụng phải là LSR quảng bỏ liờn kết nhón/FEC đú.
Trong chế độ hoạt động gỏn nhón theo yờu cầu từ phớa trước, LSR sẽ yờu cầu gỏn nhón từ LSR lõn cận phớa trước sử dụng bản tin Label Request. Nếu
bản tin Label Request cần phải huỷ bỏ trước khi được chấp nhận (do nỳt kế tiếp trong FEC yờu cầu đó thay đổi), thỡ LSR yờu cầu sẽ loại bỏ yờu cầu với bản tin
Label Request Abort.
Cỏc chế độ phõn phối nhón
Chỳng ta đó biết một số chế độ hoạt động trong việc phõn phối nhón như: khụng yờu cầu phớa trước, theo yờu cầu phớa trước, điều khiển LSP theo lệnh hay độc lập, duy trỡ tiờn tiến hay bảo thủ. Cỏc chế độ này được thoả thuận bởi LSR trong quỏ trỡnh khởi tạo phiờn LDP.
Khi LSR hoạt động ở chế độ duy trỡ bảo thủ, nú sẽ chỉ giữ những giỏ trị Nhón/FEC mà nú cần tại thời điểm hiện tại. Cỏc chuyển đổi khỏc được giải phúng. Ngược lại trong chế độ duy trỡ tiờn tiến, LSR giữ tất cả cỏc chuyển đổi mà nú được thụng bỏo ngay cả khi một số khụng được sử dụng tại thời điểm hiện tại. Hoạt động của chế độ này như sau:
LSR1 gửi liờn kết nhón vào một số FEC đến một trong cỏc LSR lõn cận (LSR 2) cho FEC đú.
LSR 2 nhận thấy LSR1 hiện tại khụng phải là nỳt tiếp theo đối với FEC đú và nú khụng thể sử dụng liờn kết này cho mục đớch chuyển tiếp tại thời điểm hiện tại nhưng nú vẫn lưu việc liờn kết này lại.
Tại thời điểm nào đú sau này cú sự xuất hiện thay đổi định tuyến và LSR1 trở thành nỳt tiếp theo của LSR2 đối với FEC đú thỡ LSR2 sẽ cập nhật thụng tin trong bảng định tuyến tương ứng và cú thể chuyển tiếp cỏc gúi cú nhón đến LSR1 trờn tuyến mới của chỳng. Việc này được thực hiện một cỏch tự động mà khụng cần đến bỏo hiệu LDP hay quỏ trỡnh phõn bổ nhón mới.
Ưu điểm lớn nhất của chế độ duy trỡ tiờn tiến đú là khả năng phản ứng nhanh hơn khi cú sự thay đổi định tuyến. Nhược điểm lớn nhất là lóng phớ bộ nhớ và nhón. Điều này đặc biệt quan trọng và cú ảnh hưởng rất lớn đối với những thiết bị lưu trữ bảng định tuyến trong phần cứng như ATM-LSR. Thụng thường chế độ duy trỡ bảo thủ nhón được sử dụng trong cỏc ATM-LSR.
3.2.4.2. Giao thức CR-LDP
Giao thức CR-LDP được sử dụng để điều khiển cưỡng bức LDP. Giao thức này là phần mở rộng của LDP cho quỏ trỡnh định tuyến cưỡng bức của LSP. Cũng giống như LDP, nú sử dụng cỏc phiờn TCP giữa cỏc LSR đồng cấp để gửi cỏc bản tin phõn phối nhón.
a) Khỏi niệm định tuyến cưỡng bức
Để cú thể hiểu được khỏi niệm định tuyến cưỡng bức, trước hết chỳng ta xem xột cơ chế định tuyến truyền thống được sử dụng trong mạng IP như trong mạng Internet chẳng hạn. Một mạng cú thể được mụ hỡnh hoỏ như tập hợp cỏc hệ thống độc lập (AS), trong đú việc định tuyến trong mỗi AS tuõn theo giao thức định tuyến nội vựng (Intradomain) cũn việc định tuyến giữa cỏc AS tuõn theo giao thức định tuyến liờn vựng (Interdomain). Cỏc giao thức định tuyến nội vựng cú thể là RIP, OSPF và IS-IS, cũn giao thức địng tuyến liờn vựng
được sử dụng ngày nay là BGP. Trong phần cũn lại của chương này chỳng ta tập trung vào định tuyến nội vựng.
Cơ chế tớnh toỏn xỏc định đường trong cỏc giao thức định tuyến nội vựng tuõn theo thuật toỏn tối ưu. Trong trường hợp giao thức RIP thỡ đú là tối ưu số nỳt mạng trờn đường. Chỳng ta biết rằng bao giờ cũng cú thể lựa chọn nhiều đường để đi đến một đớch, RIP sử dụng thuật toỏn Bellman-Ford để xỏc định sao cho đường đi sẽ qua số lượng ớt nhất nỳt mạng. Trong trường hợp OSPF hoặc IS-IS thỡ đú là thuật toỏn tỡm đường ngắn nhất. Nhà quản trị mạng ứng với giao thức OSPF (hoặc IS-IS) sẽ ấn định cho mỗi kờnh trong mạng một giỏ trị tương ứng với độ dài của kờnh đú. OSPF(hoặc IS-IS) sẽ sử dụng thuật toỏn tỡm đường ngắn nhất Dijkstra để lựa chọn đường ngắn nhất trong số cỏc đường cú thể kết nối đến đớch, với định nghĩa độ dài của một đường là tổng độ dài của tất cả cỏc kờnh trờn đường đú.
Về cơ bản chỳng ta cú thể định nghĩa định tuyến cưỡng bức như sau: Một mạng cú thể được biểu diễn đưới dạng sơ đồ theo V và E (V,E) trong đú V là tập hợp cỏc nỳt mạng và E là tập hợp cỏc kờnh kết nối giữa cỏc nỳt mạng. Mỗi kờnh sẽ cú cỏc đặc điểm riờng. Đường kết nối giữa nỳt thứ nhất đến nỳt thứ hai trong cặp phải thoả món một số điều kiện ràng buộc. Tập hợp cỏc điều kiện ràng buộc này được coi là cỏc đặc điểm của cỏc kờnh và chỉ cú nỳt đầu tiờn trong cặp đúng vai trũ khởi tạo đường kết nối mới biết cỏc đặc điểm này. Nhiệm vụ của định tuyến cưỡng bức là tớnh toỏn xỏc định đường kết nối từ nỳt này đến nỳt kia sao cho đường này khụng vi phạm cỏc điều kiện ràng buộc và là một phương ỏn tối ưu theo một tiờu chớ nào đú (số nỳt ớt nhất hoặc đường ngắn nhất). Khi đó xỏc định được một đường kết nối thỡ định tuyến cưỡng bức sẽ thực hiện việc thiết lập, duy trỡ và truyền trạng thỏi kết nối dọc theo cỏc kờnh trờn đường.
Điểm khỏc nhau chớnh giữa định tuyến IP truyền thống (như được đề cập đến ở đầu phần này) và định tuyến cưỡng bức đú là: thuật toỏn định tuyến IP truyền thống chỉ tỡm ra đường tối ưu ứng với một tiờu chớ (vớ dụ như số nỳt nhỏ
nhất); trong khi đú thuật toỏn định tuyến cưỡng bức vừa tỡm ra một đường tối ưu theo một tiờu chớ nào đú đồng thời phương ỏn đú phải khụng vi phạm điều kiện ràng buộc. Yờu cầu khụng vi phạm cỏc điều kiện ràng buộc là điểm khỏc nhau cơ bản để phõn biệt giữa định tuyến cưỡng bức và định tuyến thụng thường.
Trờn đõy chỳng ta đó đề cập đến việc tỡm đường khụng vi phạm cỏc điều kiện ràng buộc, tiếp theo chỳng ta sẽ tỡm hiểu thế nào là cỏc điều kiện ràng buộc.
Một điều kiện ràng buộc phải là điều kiện giỳp ta tỡm ra một đường cú cỏc tham số hoạt động nhất định. Vớ dụ như chỳng ta muốn tỡm một đường với độ rộng băng tần khả dụng nhỏ nhất. Trong trường hợp đú điều kiện ràng buộc sẽ được đưa vào thuật toỏn định tuyến để tỡm đường và số liệu đầu vào ớt nhất phải cú là độ rộng băng tần khả dụng của tất cả cỏc kờnh dọc theo đường. Đặc điểm của kờnh cần quan tõm ở đõy là độ rộng băng tần khả dụng. Lưu ý rằng cỏc đường khỏc nhau trong mạng cú thể cú thể cú điều kiện ràng buộc về độ rộng băng tần khỏc nhau tương ứng. Điều đú cú nghĩa là đối với một cặp nỳt, một đường từ nỳt đầu tiờn trong cặp đến nỳt thứ hai cú thể yờu cầu một giỏ trị của độ rộng băng tần khả dụng nhỏ nhất, trong khi đú một cặp nỳt khỏc thỡ lại yờu cầu giỏ trị khỏc của độ rộng băng tần khả dụng nhỏ nhất.
Một điều kiện ràng buộc khỏc cú thể là quản trị. Vớ dụ như một nhà quản trị mạng muốn ngăn khụng cho một lưu lượng loại nào đú khụng được đi qua một số kờnh nhất định trong mạng, trong đú cỏc kờnh được xỏc định bởi cỏc đặc điểm cụ thể. Trong trường hợp đú điều kiện ràng buộc sẽ được đưa vào thuật toỏn định tuyến để xỏc định đường cho lưu lượng đú khụng được đi qua cỏc kờnh đó được loại ra. Hoặc nhà quản trị mạng lại muốn một lưu lương loại nào đú chỉ được đi qua cỏc kờnh nhất định trong mạng và cỏc kờnh cũng được xỏc định bằng cỏc đặc điểm cụ thể. Khi đú điều kiện ràng buộc sẽ được đưa vào thuật toỏn định tuyến để xỏc định đường đi cho lưu lượng chỉ cú thể đi qua cỏc kờnh cú đặc điểm thoả món điều kiện. Lưu ý rằng cũng giống như điều kiện
ràng buộc là khả năng của kờnh, điều kiện ràng buộc là quản trị ứng với cỏc đường khỏc nhau cũng cú thể cú cỏc điều kiện ràng buộc là quản trị khỏc nhau. Vớ dụ như đối với một cặp nỳt, đường từ nỳt thứ nhất trong cặp tới nỳt thứ hai cú thể bao gồm một tập hợp kờnh cú một số đặc điểm nhất định bị loại ra, trong khi đối với một cặp khỏc thỡ lại cú một tập kờnh khỏc bị loại ra.
Định tuyến cưỡng bức cú thể kết hợp cả hai điều kiện ràng buộc là quản lý và tớnh năng của kờnh chứ khụng nhất thiết là chỉ một trong hai điều kiện. Vớ dụ như định tuyến cưỡng bức phải tỡm ra đường vừa phải cú một độ rộng băng tần nhất định vừa phải loại trừ một số kờnh cú đặc điểm nhất định.
Cõu hỏi đặt ra là liệu phương phỏp định tuyến IP đơn giản cú thể hỗ trợ được phương thức định tuyến cưỡng bức trong đú cỏc điều kiện ràng buộc cú thể là tớnh năng hoặc quản lý hoặc cũng cú thể là cả hai? Cõu trả lời là khụng và cú rất nhiều nguyờn nhõn để lý giải cõu trả lời này. Nguyờn nhõn chớnh đú là định tuyến cưỡng bức yờu cầu tuyến (hay đường) phải được tớnh toỏn và xỏc định từ phớa nguồn. Đú chớnh là vỡ cỏc nguồn khỏc nhau cú thể cú cỏc điều kiện ràng buộc khỏc nhau đối với một đường đến cựng một đớch. Cỏc điều kiện ràng buộc tương ứng với bộ định tuyến của một nguồn cụ thể chỉ được biết đến bởi bộ định tuyến đú mà thụi, khụng một bộ định tuyến nào khỏc trong mạng cú thể biết cỏc điều kiện này. Ngược lại đối với phương phỏp định tuyến IP đơn giản, một tuyến (đường) được tớnh toỏn xỏc định bởi tất cả cỏc bộ định tuyến phõn tỏn trong toàn mạng.
Một nguyờn nhõn khỏc để phương phỏp định tuyến IP đơn giản khụng thể hỗ trợ định tuyến cưỡng bức là: khi một đường được xỏc định bởi nguồn thỡ mụ hỡnh chuyển tiếp đường được sử dụng trong phương phỏp định tuyến IP đơn giản lại khụng được hỗ trợ bởi phương phỏp định tuyến cưỡng bức. Đối với phương phỏp định tuyến cưỡng bức cần cú một số khả năng định tuyến “hiện” (hoặc “nguồn”) vỡ cỏc nguồn khỏc nhau cú thể tớnh toỏn xỏc định cỏc đường khỏc nhau đến cựng một đớch; vỡ vậy chỉ cú thụng tin về đớch là khụng đủ để cú thể xỏc định đường truyền cỏc gúi tin.
Nguyờn nhõn cuối cựng, đối với phương phỏp định tuyến cưỡng bức thỡ việc tớnh toỏn xỏc định đường phải tớnh đến cỏc thụng tin về đặc điểm tương ứng của từng kờnh trong mạng, ở đõy phải cú một vài cỏch để truyền cỏc thụng tin này trong mạng. Hiển nhiờn là phương phỏp định tuyến IP đơn giản khụng hỗ trợ yờu cầu này; cỏc giao thức định tuyến truyền thống dựa vào trạng thỏi kờnh (vớ dụ như OSPF, IS-IS) chỉ truyền đi duy nhất cỏc thụng tin (bận/rỗi) của từng kờnh và độ dài của từng kờnh, cỏc giao thức định tuyến vector khoảng cỏch (Distance Vector Routing Protocols) (vớ dụ như RIP) chỉ truyền đi cỏc thụng tin địa chỉ nỳt tiếp theo và khoảng cỏch.
Định tuyến cưỡng bức khụng được hỗ trợ bởi cỏc phương phỏp định tuyến IP đơn giản khụng cú nghĩa là định tuyến IP đơn giản khụng thể bổ sung thờm để hỗ trợ cỏc chức năng tương ứng; trong thực tế cú thể thực hiện được việc này. Hơn nữa bằng cỏch nõng cấp định tuyến IP đơn giản chỳng ta cú thể xõy dựng được một hệ thống định tuyến cú khả năng kết hợp và hỗ trợ cả định tuyến IP đơn giản và định tuyến cưỡng bức. Vớ dụ như đối với hệ thống định tuyến kiểu này thỡ một số kiểu lưu lượng cú thể được định tuyến dựa trờn phương phỏp định tuyến đơn giản trong khi một vài kiểu lưu lượng khỏc lại được định tuyến dựa trờn phương phỏp định tuyến cưỡng bức.
Một trong những thuộc tớnh quan trọng nhất của hệ thống định tuyến kết hợp cả định tuyến IP đơn giản và định tuyến cưỡng bức là cỏc hệ thống loại này phải cung cấp nhiều kiểu thụng tin cho cỏc ứng dụng định tuyến.
b) Cỏc phần tử định tuyến cưỡng bức
Để biết được chỳng ta cần bổ sung những chức năng nào vào hệ thống định tuyến IP đơn giản sao cho nú cú thể hỗ trợ định tuyến cưỡng bức, trước hết chỳng ta hóy lược lại cỏc đặc điểm chớnh của định tuyến cưỡng bức cần hỗ trợ.
Đặc điểm đầu tiờn đú là khả tớnh toỏn và xỏc định đường tại phớa nguồn, việc tớnh toỏn xỏc định này phải xem xột đến khụng chỉ cỏc tiờu chớ để tối ưu
mà cũn phải tớnh đến cỏc điều kiện ràng buộc khụng được vi phạm. Điều đú cú nghĩa là phớa nguồn phải cú đầy đủ cỏc thụng tin cần thiết để tớnh toỏn xỏc định đường.
Cỏc thụng tin mà phớa nguồn sử dụng để tớnh toỏn xỏc định đường cú thể là một phần thụng tin cú sẵn trong cơ sở dữ liệu của nguồn và cỏc thụng tin mà phớa nguồn cú thể cú được từ cỏc bộ định tuyến khỏc trong mạng. Cỏc thụng tin