Kết hợp DiffServ và MPLS trong việc đảm bảo chất lượng dịch vụ 3.doc

Chương 3 Sự kết hợp giữa MPLS và DiffServ
Chương 3
Sự kết hợp giữa DiffServ và MPLS

3.1 Giới thiệu
MPLS và DiffServ có những điểm khá tương đồng. Cả 2 kiểu đều tập hợp các
lưu lượng tại biên và xử lý tại lõi, chúng đều có khả năng mở rộng. MPLS đưa ra một
số lợi thế để phục vụ các nhà cung cấp mạng. Tuy nhiên nó không có khả năng cung
cấp các cấp độ dịch vụ phân biệt trên cùng 1 luồng lưu lượng. Do đó, MPLS và
DiffServ là sự kết hợp hoàn hảo, chúng có thể kết hợp để khai thác điểm mạnh của
mỗi công nghệ, đồng thời khắc phục những điểm yếu của nhau. Sự kết hợp giữa
MPLS và DiffServ nhằm mục đích lớn nhất là khả thi chất lượng dịch vụ điểm- điểm.
3.2 Sự kết hợp giữa MPLS và DiffServ
DiffServ hay MPLS có thể được sử dụng để đưa ra một số dịch vụ với QoS
khác nhau. Bất kỳ sơ đồ định tuyến nào có thể được sử dụng trong mạng DiffServ và
các cấp độ dịch vụ khác nhau tùy vào mỗi khách hàng, nó phụ thuộc vào các điểm mã
(code point) khác nhau được gắn vào các gói tin tại các nút DiffServ. Các mạng
MPLS có thể được cấu hình để đưa ra các chất lượng dịch vụ khác nhau đến các
đường dẫn khác nhau xuyên suốt qua mạng. Nếu cả hai công nghệ được kết hợp, khi
đó các đề xuất dịch vụ DiffServ chuẩn hóa được đưa ra và MPLS có thể dễ dàng điều
khiển theo cách mà các dịch vụ này thực thi. Việc điều khiển này có nghĩa là các dịch
vụ được đề xuất sẽ được phục vụ theo các thông số QoS đã được định nghĩa trước đó
[4]
3.2.1 DiffServ hỗ trợ MPLS
 MPLS chỉ phục vụ cho các dịch vụ lớp 3 và không định nghĩa một kiến trúc
QoS mới. Vì thế DiffServ có thể hỗ trợ cho MPLS bằng cách cung cấp kiến
trúc QoS cho các mạng MPLS [4].
 MPLS là cơ chế kết nối có hướng, khi được sử dụng trong các mạng đường
trục, nó có thể được nâng cấp cho các vấn đề mở rộng, đặc biệt với RSVP-TE.
Việc kết hợp MPLS và DiffServ nâng cấp các mạng không đảm bảo điều kiện
-41-

Chương 3 Sự kết hợp giữa MPLS và DiffServ
trên mỗi luồng trong các router lõi. Chỉ có điều kiện trên mỗi LSP mới được
đảm bảo. Nếu không sử dụng DiffServ mà sử dung IntServ trong mạng MPLS
(khi được đề nghị trong bản dự thảo mới) thì chỉ tốn phí để đảm bảo điều kiện
trên mỗi luồng và trên mỗi LSP. Với việc tổ hợp LSP có thể làm giảm số
lượng LSP
 DiffServ có thể cung cấp các dịch vụ khác nhau trên mỗi luồng lưu lượng.
 Lược đồ lưu lượng hợp nhất của DiffServ không chỉ làm giảm phí tổn điều
kiện luồng mà còn tăng khả năng thực thi của MPLS trong việc giảm bớt số
nhãn được quản lí.
3.2.2 MPLS hỗ trợ DiffServ
 Khi các lỗi kết nối xảy ra, đặc tính tái định tuyến nhanh của MPLS có thể hỗ
trợ MPLS trong việc đảm bảo chất lượng dịch vụ. Dĩ nhiên việc các đường kết
nối bị đứt liên kết thì không xảy ra thường xuyên hàng ngày trong các mạng
đường trục
 MPLS cung cấp kỹ thuật lưu lượng cho DiffServ. Có thể hình dung các đường
dẫn khác nhau cho các nhóm PHBs khác nhau, lấn chiếm tài nguyên hay các
cấp độ bảo vệ khác nhau cho các PHBs khác nhau…..
 Khi muốn sử dụng DiffServ trong mạng không đồng nhất về các môi trường
lớp kết nối, ví dụ như trong các mạng ATM thì MPLS vẫn là sự lựa chọn hàng
đầu.
3.2.3 Các đặc tính khác so với IP DiffServ
Khi so sánh với mạng IP DiffServ thì về cơ bản mạng MPLS-DiffServ vẫn
không khác gì mấy. Các thành phần chức năng như bảng thỏa thuận điều hòa lưu
lượng TCA, PHB vẫn không thay đổi. Các router tại biên vẫn thực hiện các chức
năng phân lớp (classification), đánh dấu (marking), chính sách (policing) và định
dạng (shaping). Đồng thời các chức năng quản lý bộ đệm cũng như lập lịch gói tin đi
trong mạng theo thực thi PHB vẫn giữ nguyên. Điểm khác ở đây chính là cấu trúc
của node MPLS và việc chuyển tiếp gói tin , do đó nó kéo theo một số thực thi
DiffServ khác so với mạng IP

-42-
Chương 3 Sự kết hợp giữa MPLS và DiffServ
Prec/DSCP được
ánh xạ đến trường
EXP
Miền MPLS-DiffServ
MPLS Hrd Gói IPv4
Gói IPv4
EXP S TTLLABEL
20bits 3bits1bit3bits
Prec/DSCP

Hình 3.1 Minh họa ánh xạ trường Prec/DSCP đến EXP
Các router LSR chuyển tiếp chỉ dựa vào header MPLS và trường mở rộng
EXP, do đó LSR không nhìn thấy trực tiếp trường Prec/DSCP trên header IP. Vì thế
các thông tin DiffServ phải được chuyển vào trong MPLS header được mô tả như
hình 3.1.
Vấn đề đặt ra ở đây là trường DSCP là trường 6bit trong khi trường EXP của
nhãn chèn MPLS lại chỉ có 3 bit. Làm thế nào để ánh xạ từ DSCP sang EXP?
Bảng 3.1 sẽ mô tả việc ánh xạ giữa DSCP và EXP
Expedited
Fowarding (EF)
Assured
Fowarding (AF1)
AF2
AF3
Best effort
(BE)
DSCP 6 bits EXP 3bits
101110

001010 001100 001110
010010 010100 010110
AF4
011010 011100 011110
100010 100100 100110
000000
101
001
010
011
100
000
Bảng 3.1 Mô tả việc ánh xạ giữa trường DSCP và EXP
3.2.4 Các dạng đường dẫn LSP trong MPLS-DiffServ
MPLS-DiffServ định nghĩa 2 dạng LSP với các đặc tính và cách thức hoạt
động khác nhau. Dạng thứ nhất là đường dẫn chuyển mạch nhãn có lớp được suy ra
-43-
Chương 3 Sự kết hợp giữa MPLS và DiffServ
từ trường mở rộng E-LSP (EXP-inferred-class LSP) có thể vận chuyển nhiều lớp lưu
lượng đồng thời. Dạng thứ 2 là LSP có lớp được suy ra từ nhãn L-LSP (Label-
inferred-class LSP) chỉ vận chuyển duy nhất 1 lớp lưu lượng. Chúng phụ thuộc vào
nhiều cơ chế khác nhau để mã hóa, đánh dấu DiffServ cho các gói tin. Các dạng LSP
này yêu cầu các cách thức báo hiệu khác nhau và việc mã hóa DSCP cũng khác nhau,
đây là 2 lĩnh vực quan trọng làm cho MPLS DiffServ khác với các đặc tính ban đầu.
3.2.4.1 E-LSP
MPLS DiffServ định nghĩa E-LSP như một dạng của LSP mà có thể mang
nhiều lớp lưu lượng đồng thời. Các router chuyển mạch nhãn LSR sử dụng trường
EXP trong header chèn để suy ra PHB mà gói tin yêu cầu. Như hình 3.1 trường EXP
chứa 3 bit, do đó một đường E-LSP có thể hỗ trợ 8 lớp dịch vụ, nó có thể mang nhiều
hơn nếu các lớp sử dụng nhiều lớp con (ví dụ AF1 có thể sử dụng 2 hay 3 lớp con).

Hơn thế nữa, chúng cũng không định nghĩa bất kỳ cấu trúc nào trên trường 3 bit. Các
LSR có thể thiết lập E-LSP với việc dự trữ băng thông [7].
Hình 3.2 Ánh xạ giữa IP header với MPLS shim header cho đường E-LSP
-44-
Chương 3 Sự kết hợp giữa MPLS và DiffServ
A
B
C
D
AF2
EF
AF1
Miền MPLS
Hình 3.3 Mạng MPLS sử dụng E-LSP
Hình 3.2 biểu diễn một mạng sử dụng các đường E-LSPs. Trong trường hợp
này có 2 đường E-LSP giữa 2 node A và D. Mạng hỗ trợ 3 lớp dịch vụ : EF, AF1 và
AF2. Đường E-LSP đầu tiên mang lưu lượng EF, đường LSP thứ 2 mang tổng hợp cả
3 lớp dịch vụ. Theo các nguyên tắc của E-LSP, tất cả các node thực thi PHB đều dựa
trên giá trị trường EXP của gói tin. Chú ý rằng, một số lưu lượng EF đi theo một
đường E-LSP, trong khi một số lại đi theo đường khác. Node A có thể chia nhỏ lưu
lượng EF và node C chỉ việc phục vụ lưu lượng EF đó mà không cần phải quan tâm
đến việc LSP nào mang lưu lượng EF.
MPLS DiffServ định nghĩa các cơ chế báo hiệu ánh xạ cho E-LSP giữa các giá
trị EXP và PHBs. Một LSR kết hợp các ánh xạ từ EXP đến PHB cho các nhãn đầu
vào và các ánh xạ PHB đến EXP cho các nhãn đầu ra. Việc báo hiệu là ngẫu nhiên và
chiếm giữ vị trí khi thiết lập LSP, khi đó việc ánh xạ giữa các giá trị EXP và PHB sẽ
được sử dụng
3.2.4.2 L-LSP
-45-