Tài liệu ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC, chương 5 docx

Chương 5 : Các phương pháp ràng buộc
nhãn với FEC
Ràng buộc tại chỗ và ràng buộc xa
Thuật ngữ ràng buộc liên quan tới hoạt động xảy ra tại LSR
trong đó 1 nhãn được kết hợp với 1 FEC. Ràng buộc nhãn tại chỗ
liên quan tới hoạt động trong đó chính router thiết lập một quan hệ
nhãn với 1 FEC. Router có thể thiết lập quan hệ này khi nó nhận lưu
lượ
ng hay nó nhận thông tin điều khiển từ 1 node lân cận. Một giải
pháp đơn giản là chỉ định 1 nhãn cho mỗi tiền tố địa chỉ IP nó biết
và sau đó phân phát những quan hệ này theo các qui tắc (như được
trình bày trong ph
ần Sự duy nhất của nhãn trong không gian nhãn).
Như được biểu diễn trong hình 2.9, ràng buộc xa là hoạt động trong
đó 1 node lân cận chỉ định 1 ràng buộc nhãn tới node cục bộ. Thông
thường, điều này được thực hiện với các bản tin điều khiển, chẳng
h
ạn như là bản tin phân bổ nhãn.
Hình 2.9. Ràng buộc tại chỗ và ràng buộc xa
Ràng bu
ộc đường lên và ràng buộc đường xuống
Như được mô tả trong hình 2.10, ràng buộc nhãn đường
xu
ống (đường lên) liên quan tới phương pháp trong đó ràng buộc
nhãn
được thực hiện bởi LSR đường xuống (đường lên). Thuật ngữ
đường xuống chỉ hướng từ nguồn đến đích, và hướng của đường lên
là t
ừ đích đến nguồn. Khi router đường lên (Ru) gửi 1 gói tới router
đường xuống (Rd), gói này đã được nhận dạng trước đó như là một
thành viên c

ủa 1 FEC và nhãn L được kết hợp với FEC. Do đó, L là
nhãn lối ra của Ru, và là nhãn lối vào của Rd.
Hình 2.10. Ràng buộc đường lên và đường xuống
Các chế độ điều khiển ràng buộc nhãn với FEC
MPLS hỗ trợ 2 chế độ ràng buộc nhãn với 1 FEC. Chúng
được gọi là điều khiển theo lệnh và điều khiển độc lập.
Điều khiển độc lập (independent)
Trong chế độ điều khiển độc lập, router ràng buộc nhãn với
m
ỗi FEC mà nó biết. Do đó, mỗi FEC (tối thiểu là mỗi tiền tố địa
ch
ỉ IP) có 1 nhãn được ràng buộc với nó. Hiển nhiên, các giao thức
định tuyến IP, chẳng hạn như OSPF, đã được sử dụng trước đó để
có được thông tin, thông tin này được đặ
t trong bảng định tuyến IP.
Chúng ta có th
ể hỏi, tại sao nhãn được ràng buộc với mọi tiền
t
ố địa chỉ IP. Xét cho cùng một số địa chỉ không thể được sử dụng
để chuyển tiếp lưu lượng. Tuy nhiên, như chúng ta thấy trong
chương sau, thủ tục ràng buộc nhãn dẫn tới thời gian hội tụ nhanh
hơn trong trường hợp một tuyến đường phải được thay đổi.
Như trong hình 2.11, LSR D đang thông báo với các LSR
đồng cấp của nó rằng nhãn cục bộ của nó là 40 được ràng buộc với
ti
ền tố địa chỉ IP 192.168.21.104. Một ý tưởng quan trọng đằng sau
ho
ạt động này là ở chỗ dự định phân bổ này là có các node lân cận
c
ủa D sử dụng nhãn 40 khi gửi lưu lượng tới node D với tiền tố địa

ch
ỉ này. Nói cách khác là, node đường lên sử dụng giá trị nhãn
được gán bởi node đường xuống (node gán nhãn) khi gửi lưu
lượ
ng với nhãn/prefix cho node đã thực hiện gán.
Do đó, rõ ràng nhãn 40 sẽ được sử dụng bởi node đường lên
C khi g
ửi mọi gói IP với địa chỉ đích 192.168.20.x tới node D. Tuy
nhiên, node D s
ẽ không sử dụng nhãn 40 cho lưu lượng tới node I,
E, và J. Ch
ẳng hạn, khi gửi lưu lượng tới node E, node D sẽ sử
dụng nhãn đã được gửi tới nó từ node E.
Chúng ta nh
ấn mạnh lại là ở đây node D phát hành (quảng
cáo) nhãn 40 v
ới tiền tố địa chỉ 192.168.20.0/24 tới tất cả các thực
th
ể đồng cấp phân bố nhãn của nó. Việc các thực thể đồng cấp này
có s
ử dụng nhãn này hay không còn tuỳ thuộc vào quan hệ đường
lên hay đường xuống của chúng với node D.
C D E
I
J
40
4
0
40
4

0
4
0
= Phát hành ràng buộc nhãn: Nhãn 40 với
192.168.20.104
Hình 2.11. Chế độ điều khiển độc lập
Một ưu điểm của điều khiển độc lập là ở chỗ các hoạt động
ràng bu
ộc nhãn xảy ra chỉ sau khi sự phát hành địa chỉ đã thực
hi
ện. Bằng việc thừa nhận rằng sự phát hành địa chỉ dẫn tới hội tụ
đị
nh tuyến nhanh (nghĩa là các bảng định tuyến trong miền định
tuy
ến là ổn định và đồng bộ với các bảng định tuyến khác), thì các
ràng bu
ộc nhãn cũng được thiết lập khá nhanh, do đó cho phép
mạng sử dụng các nhãn hiệu quả về mặt thời gian.
Tuy nhiên, điều khiển độc lập nên được thiết lập sao cho các
LSR lân c
ận cùng thống nhất về các FEC (các tiền tố địa chỉ) mà
chúng s
ẽ sử dụng. Nếu không có sự thống nhất này, một số FEC có
th
ể không có các LSP đi kèm với chúng hay chúng được thiết lập
không hi
ệu quả. Chẳng hạn, trong hình 2.11, giả sử LSR C và D có
s
ự lựa chọn khác nhau về các FEC. Có thể là cả 2 LSR này đang
ràng buộc cùng lúc, vì thế có sự không nhất quán.

Tuy nhiên sự không nhất quán có thể xảy ra này gần như là
không xảy ra vì một lý do đơn giản nhưng quan trọng đó là: router
quan tâm đế
n các nhãn khi chúng liên quan tới dòng lưu lượng
đường xuống; có nghĩa là, tới chặng tiếp theo được kết hợp với
FEC (ti
ền tố địa chỉ 192.168.10.0/24). Do đó, nếu node C đang
chuyển tiếp lưu lượng tới node D, nó sẽ sử dụng ràng buộc
FEC/nhãn
được phát hành bởi D với lối vào trong bảng LFIB của
nó.
Điều khiển theo lệnh (ordered)
Chế độ ràng buộc nhãn thứ 2 là chế độ điều khiển theo lệnh.
Nó được đặt tên theo lối được chỉ đạo xảy ra trong việc ràng buộc
nhãn, vi
ệc chỉ đạo là từ LSR lối vào hay LSR lối ra của một LSP.
Không như điều khiển độc lập, điều khiển theo lệnh đảm bảo
r
ằng tất cả các LSR sử dụng cùng FEC như phát hành ban dầu,
LSR G trong ví d
ụ này. Chế độ này cũng cho phép nhà quản trị
mạng một số phương pháp để điều khiển việc thiết lập LSP. Chẳng
h
ạn, tại LSR lối ra, nhà quản trị có thể cấu hình các danh sách
hướng dẫn LSR thực hiện ràng buộc FEC với LSP nào.
Nhược điểm đối với điều khiển theo lệnh là ở chỗ nó cần
nhi
ều thời gian hơn điều khiển độc lập để thiết lập LSP. Một số
người xem điều này như là một lượ
ng “trế” không đáng kể mà

phương pháp này đưa tới cho các nhà quản trị mạng. Song một số
ngườ
i khác cho rằng điều khiển theo lệnh là không tiện lợi. MPLS
h
ỗ trợ cả 2 chế độ điều khiển này, nhưng cần nhớ rằng điều khiển
theo l
ệnh nên được thực hiện tại tất cả các LSR nếu nó hiệu quả.
Chúng ta sẽ còn trở lại với điều khiển theo lệnh trong các phần sau
khi nói v
ề định tuyến cưỡng bức.
Phân bổ ràng buộc nhãn không theo yêu cầu và theo yêu
c
ầu
Thủ tục điều khiển độc lập được biểu diễn trong hình 2.11
c
ũng là ví dụ về phân bố nhãn không theo yêu cầu, LSR không chỉ
ấn đinh mà c
òn phát hành (phân tán) các ràng buộc nhãn tới tất cả
các node lân cận (cả các node đường lên và đường xuống) cho dù
là nh
ững LSR lân cận đó có cẩn ràng buộc đó hay không. Hình
2.12 minh ho
ạ cho kiểu phân bổ nhãn không theo yêu cầu.
Hình 2.12. Phân bổ ràng buộc nhãn không theo yêu cầu
Một kiểu phân bổ nhãn khác đó là phân bổ nhãn theo yêu
c
ầu. Với giải pháp này, một ràng buộc nhãn chỉ xảy ra nếu một
LSR b
ị yêu cầu thực hiện. Hình 2.13 minh hoạ cho kiểu phân bổ
ràng buộc nhãn theo yêu cầu.

Hình 2.13. Phân bổ ràng buộc nhãn theo yêu cầu
2.2 Các loại thiết bị trong mạng MPLS
Các thiết bị tham gia trong một mạng MPLS có thể được
phân lo
ại thành các bộ định tuyến biên nhãn (LER) và các bộ định
tuy
ến chuyển mạch nhãn (LSR).
LSR ingress
LSR egress
ATM-LSR
ATM-LSR
ATM-LSR
1
5
I
P
IP
1
2
I
P
10IP
IP
Hình 2.14. Các kiểu node trong mạng MPLS
LSR
là 1 thiết bị định tuyến tốc độ cao trong lõi của 1 mạng
MPLS, nó tham gia trong vi
ệc thiết lập các đường dẫn chuyển
mạch nhãn (LSP) bằng việc sử dụng giao thức báo hiệu nhãn thích
ứng và thực hiện chuyển mạch tốc độ cao lưu lượng số liệu dựa

trên các đường dẫn được thiết lập.
LER là 1 thiết bị hoạt động tại biên của mạng truy nhập và
m
ạng lõi MPLS. Các LER hỗ trợ đa cổng được kểt nối tới các
m
ạng không giống nhau (chẳng hạn FR, ATM và Ethernet ). LER
đóng vai trò quan trọng trong việc chỉ định và huỷ bỏ nhãn, khi lưu
lượng vào trong hay đi ra khỏ
i mạng MPLS. Sau đó, tại lối vào nó
th
ực hiện việc chuyển tiếp lưu lượng vào mạng MPLS sau khi đã
thi
ết lập LSP nhờ các giao thức báo hiệu nhãn và phân bổ lưu
lượ
ng trở lại mạng truy nhập tại lối ra.
Ngoài ra khi MPLS được xếp chồng trên ATM, các chuyển
m
ạch ATM được điều khiển bởi mặt phẳng điều khiển MPLS, và
lúc đó các chuyển mạch ATM được gọi là các ATM-LSR. Tương
ứ
ng chúng ta có 2 loại thiết bị là ATM-LSR hoạt động trong lõi, và
ATM-LSR biên ho
ạt động ở biên mạng hay còn gọi là ATM-LER.
ATM-LSR là các chuyển mạch ATM có thể thực hiện chức
năng như LSR. Các ATM-LSR thực hiện chức năng định tuyến gói
IP và gán nhãn trong m
ặt phẳng điều khiển và chuyển tiếp số liệu
t
heo cơ chế chuyển mạch tế bào ATM trong mặt phẳng chuyển
ti

ếp. Như vậy các tổng đài chuyển mạch ATM truyền thống có thể
nâng cấp phần mềm MPLS để thực hiện chức năng của LSR.
Các thi
ết bị biên khác với các thiết bị lõi ở chỗ là: ngoài việc
ph
ải chuyển tiếp lưu lượng nó còn phải thực hiện việc giao tiếp với
các m
ạng khác đó là chỉ định hay loại bỏ nhãn. Hình 2.14 biểu diễn
các lo
ại thiết bị sử dụng trong mạng MPLS.