Chương 4 CÔNG NGHỆ MPLS
4.4. Hoạt động của MPLS
MPLS hoạt động dựa vào một header được chèn giữa 2 header của lớp 2 và lớp 3 trong mô hình OSI gọi là label stack. Một layer stack gồm các thành phần sau:
- 20 bit xác định nhãn (label)
- 3 bit xác định ưu tiên chất lượng dịch vụ QoS.
- 1 bit bottom xác định header này có phải là header cuối (trước header IP ) hay chưa, trong trường hợp sử dụng nhiều stack khi truyền qua nhiều mạng. - 8 bit xác định thời gian sống của gói tin MPLS (TTL)
Nhãn xác định gói tin thuộc loại ứng dụng nào, từ đó xác định mức độ ưu tiên của gói khi được truyền qua mạng.
(Label Edge Router) và LSR (Label Switch Router)
Để gói tin truyền qua mạng MPLS, mạng sẽ thực hiện các bước sau:
• Tạo và phân phối nhãn: Trước khi dữ liệu truyền, các bộ định tuyến quyết định tạo ra liên kết nhãn tới các FEC cụ thể và tạo bảng.
Trong LDP các bộ định tuyến luồng xuống bắt đầu phân phối nhãn và gán nhãn vào FEC.
Các đặc tính liên quan đến lưu lựơng và dung lượng MPLS được điều chỉnh thông qua sử dụng LDP.
Giao thức báo hiệu nên dùng giao thức vận chuyển có thứ tự và đảm bảo tin cậy.
• Tạo bảng: Khi chấp nhận các liên kết nhãn mỗi LSR tạo ra bảng cở sở dữ liệu nhãn (LIB). Nội dung của các bảng này xác định mối liên hệ giữa nhãn và FEC, ánh xạ giữa cổng vào và bảng nhãn vào đến cổng ra và bảng nhãn ra. Các LIB được cập nhật khi có sự thay đổi hoặc điều chỉnh nhãn.
• Tạo đường chuyển mạch nhãn: Các LSP được tạo ra theo chiều ngược với các mục trong các LIB.
• Gán nhãn dựa trên bảng tra cứu:
LER Instruction Set
Destination/IP Port
Number FEC Next Hop Label Instruction
199.50.5.1 80 B 47.5.10.100 80 Push
199.50.5.1 443 A 120.8.4.100 17 Push
199.50.5.1 25 IP 100.5.1.100 (Do nothing;
native IP)
Ở đầu vào, LER sẽ kiểm tra gói tin được đưa tới và quyết định có đánh nhãn gói tin hay không. Việc đánh nhãn sẽ dựa vào một cơ sở dữ liệu đặc biệt được lưu trong LER. Sau đó, một header MPLS sẽ được chèn vào. Gói dữ liệu được chuyển đi.
• Chuyển tiếp gói tin: Gói dữ liệu truyền đi sẽ lần lượt đi qua các LSR, các LSR sẽ không thêm vào hay bớt đi nhãn nào, nó chỉ thay đổi các nhãn và chuyển tiếp gói tin đến LSR tiếp theo, các LSR xác định việc đổi nhãn hay LSR tiếp theo dựa vào một bản dữ liệu trong router. Nếu dữ liệu không chứa nhãn nào, nó sẽ hoạt động như một router bình thường
Label Switch Router’s Label Information Base (LIB)
Label/In Port In Label/Out Port/Out FEC Instruction Next Hop
80 B 40 B B Swap
17 A 18 C A Swap
• Do vậy, các đường dẫn sẽ được thiết lập giữa các LER và LSR. Những đường dẫn này được gọi là LSPs (Label Switch Paths). Các đường dẫn này có các đặc
xác suất các gói tin bị hỏng…
• Ở đầu ra, LER sẽ tách header MPLS ra và gói dữ liệu sẽ được truyền đi một cách bình thường.
Ngoài ra MPLS cho phép xác định chế độ ưu tiên cho dữ liệu, thuật ngữ mạng là FEC (Forward Equivalence Class). Thực chất, việc xác định mức độ ưu tiên cho dữ liệu là rất quan trọng. Do có những dữ liệu quan trọng cần chất lượng mạng cao hơn. MPLS cho phép chọn mức độ ưu tiên để cung cấp chất lượng mạng hợp lý cho các loại dữ liệu này.
Việc xác định mức độ ưu tiên phụ thuộc vào nhiều yếu tố như giao thức truyền, cổng dịch vụ.
Sau đó, dựa vào mức độ FEC của gói thông tin đã được đánh nhãn mà có loại đường truyền khác nhau có thể được thực hiện. Có thể là gói tin sẽ được truyền qua ATM, Frame-Relay. Nếu gói tin không có nhãn, nó sẽ được coi có mức ưu tiên thấp nhất và được truyền đi như một gói tin IP bình thường.
Ta có thể sử dụng nhiều MPLS header khác nhau trong trường hợp gói tin được truyền qua nhiều mạng.
Sau khi khảo sát cơ chế hoạt động của MPLS, ta có thể thấy:
Khái niệm xử lý việc truyền dữ liệu bằng nhãn không phải là mới. Cách thức xử lý này đã được sử dụng trong công nghệ Frame Relay và ATM. Cái mới ở đây là giao thức IP tuy phổ biến nhưng không được kiểm soát đã được đưa vào một loạt các quy tắc cho phép phân loại mức độ ưu tiên, quản lý, kiểm soát dữ liệu đi qua bất cứ một dạng mạng nào.
Một điểm nữa là MPLS có thể được thiết lập bằng phần mềm trên các router hiện đại. Không cần phải thay đổi một loạt các phần cứng đang được sử dụng. MPLS cho phép việc truyền các gói dữ liệu được phân loại, đánh nhãn và quản lý trong khi cho phép truyền dữ liệu qua lại giữa lớp 2 và lớp 3 trong mô hình OSI. MPLS, nói cách khác là sự kết hợp giữa các công nghệ thuộc lớp 2 (ATM….) với IP.
Khả năng, hướng phát triển, ưu nhược điểm, những vấn đề cần giải quyết.