Chương 4 CÔNG NGHỆ MPLS
4.4.1. Chế độ hoạt động khung
Chế độ hoạt động khung xuất hiện khi sử dụng MPLS trong môi trường các thiết bị định tuyến điều khiển thuần các gói tin IP điểm - điểm. Các gói dán nhãn được chuyển tiếp trên cơ sở khung lớp 2.
Hình 4.13 Mạng MPLS trong hoạt động chế độ khung
Các hoạt động trong mảng số liệu:
Quá trình chuyển tiếp gói tin IP qua mạng MPLS thực hiện qua một số bước cơ bản như sau:
LSR biên lối vào nhận gói tin IP, phân loại gói vào nhóm chuyển tiếp tương đương FEC và gán nhãn cho gói với ngăn xếp nhãn tương ứng với FEC đã xác định. Trong trường hợp định tuyến một địa chỉ đích, FEC sẽ tương ứng với mạng con đích và việc phân lại gói sẽ đơn giản hơn là việc so sánh bảng định tuyến lớp 2 truyền thống.
LSR lõi nhận gói tin có nhãn và sử dụng bảng chuyển tiếp nhãn để thay đổi nhãn lối vào của gói đến với nhãn lối ra tương ứng với cùng một FEC (trong trường hợp mạng con là mạng IP ).
Khi LSR biên lối ra của vùng FEC này nhận được gói tin có nhãn, nó loại bỏ nhãn và thực hiện chuyển tiếp gói tin IP theo bản định tuyến lớp 3 truyền thống.
Nhãn MPLS được chèn trước số liệu cần gán nhãn ở chế độ hoạt động khung. Tức là nhãn MPLS được chèn vào giữa mào đầu lớp 2 và nội dung thông tin lớp 3 của khung lớp 2, vị trí của nhãn MPLS trong khung lớp 2 được thể hiện như trong hình vẽ.
Do nhãn MPLS được chèn vào vị trí như vậy nên bộ định tuyến gửi thông tin phải có phương tiện gì đó thông báo cho bộ định tuyến nhận biết rằng gói đang được gửi đi không phải là gói IP thuần mà là gói có nhãn. Để đơn giản chức năng này, một số dạng giao thức mới được định nghĩa trong lớp 2 như sau:
- Trong môi trường LAN các gói có nhãn truyền tải gói lớp 3 đơn hướng hay đa hướng sử dụng giá trị 8847H và 8848H cho dạng Ethernet. Các giá trị này được sử dụng trực tiếp trên phương tiện Ethernet.
- Trên kênh điểm - điểm sử dụng giao thức PPP, sử dụng giao thức mới được gọi là MPLS (giao thức điều khiển). Các gói MPLS được đánh dấu bởi giá trị 8281H trong trường giao thức PPP
- Các gói MPLS truyền qua chuyển dịch khung DLCI giữa một cặp thiết bị định tuyến được đánh dấu bởi nhận dạng giao thức SNAP của chuyển dạng khung, tiếp theo mào đầu SNAP với giá trị 8847H cho Ethernet như trong mạng LAN.
Chuyển mạch nhãn trong chế độ khung
Xét quá trình chuyển đổi nhãn như hình trên trong mạng MPLS sau khi nhận được một gói tin IP.
Sau khi nhận khung PPP lớp 2 từ bộ định tuyến biên số 1, LSR lõi lập tức nhận dạng gói tin nhận được là gói có nhãn dựa trên giá trị trường giao thức PPP và thực hiện việc kiểm tra nhãn trong cơ sở dữ liệu chuyểnt tiếp nhãm. Kết quả nhãn 30 được thay bằng nhãn 28 tương ứng với việc gói tin sẽ chuyểnt tiếp đến LSR 3 lõi 3.
Tại lõi 3, nhãn được kiểm tra, nhãn số 28 được thay bằng nhãn số 37 và cổng ra được xác định. Gói tin được chuyển tiếp đến LSR biên số 4.
Tại LSR biên số 4, nhãn 37 bị loại bỏ và việc kiểm tra địa chỉ IP địa chỉ lớp 3 được thực hiện, gói tin được chuyển tiếp đến bộ định tuyến ngoại mạng MPLS.
Quá trình chuyển đổi nhãn được thực hiện trong các LSR lõi dựa trên bảng định tuyến nhãn. Bảng định tuyến này phải được cập nhật đầy đủ để đảm bảo mọi LSR trong mạng MPLS có đầy đủ thông tin về tất cả các hướng chuyển tiếp. Quá trình này xảy ra trước khi thông tin được truyền trong mạng và được gọi là quá trình liên kết nhãn ( Label Binding ).
Quá trình liên kết và lan truyền nhãn
Khi xuất hiện một LSR mới trong mạng MPLS hay bắt đầu khởi tạo mạng MPLS, các thành viên LSR trong mạng MPLS phải có liên lạc với nhau trong quá
hai LSR được thực hiện thủ tục trao đổi là LDP.
Sau khi cơ sở dữ liệu nhãn LIB được tạo ra trong LSR, nhãn được gán cho mỗi FEC mà LSR nhận biết được. Đối với định tuyến đơn hướng, FEC tương đương với tiền tố trong bảng định tuyến IP và bản chuyển đổi chứa trong LIB. Vậy nhãn được gán trong mỗi tiền tố trong bảng định tuyến này được cập nhật liên tục khi xuất hiện những tuyến trong miền mới.
Do LSR gán nhãn cho mỗi tiền tố IP trong bảng định tuyến của chúng ngay sau khi tiền tố xuất hiện trong bảng định tuyến và nhãn là phương tiện được LSR khác sử dụng, khi gửi gói tin có nhãn này được gọi là gán nhãn điều khiển độc lập với quá trình phân phối ngược không yêu cầu.
Việc quảng bá các nhãn được quảng bá ngay đến tất cả các bộ định tuyến thông qua phiên LDP.