kĩ thuật lưu lượng MPLS với RSVPTE

Đồ án tốt nghiệp đại học Mục lục
MỤC LỤC
Trịnh Quốc Thái – D06VT2 1
Đồ án tốt nghiệp đại học Danh mục hình vẽ
DANH MỤC HÌNH VẼ
Trịnh Quốc Thái – D06VT2 2
Đồ án tốt nghiệp đại học Danh mục bảng
DANH MỤC BẢNG
Trịnh Quốc Thái – D06VT2 3
Đồ án tốt nghiệp
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
ATM Asynchnorous Tranfer Mode Truyền dẫn không đồng bộ
AToM Any Transport over MPLS Truyền tải qua MPLS
BGP Border Gateway Protocol Giao thức cổng biên
CBR Constraint-based routing Định tuyến ràng buộc
CE Custome Edge Biên phía khách hàng
CEF Cisco Express Forwarding Chuyển tiếp nhanh của Cisco
CoS Class of Service Cấp độ dịch vụ
CR Constraint-based routing Định tuyến ràng buộc
DiffServ Differentiated Services Dịch vụ khác biệt
DSCP DiffServ Code Point Mã điểm dịch vụ khác biệt
DS-TE DiffServ-aware MPLS Traffic
Engineering
Công nghệ điều khiển luồng MPLS
quan tâm tới DiffiServ
EF Explicit Forwarding Chuyển tiếp hiện
ER Explicit Routing Định tuyến hiện
FEC Forwarding Equivalency Class Lớp chuyển tiếp tương đương
FIB Forward Information base Bảng thông tin chuyển tiếp
FTP File Tranfer Protocol Giao thức truyền file
HDLC High Data Link Control Điều khiển kết nối dữ liệu tốc độ

cao
IETF Internet Engineering Task Force Ủy ban tư vấn kỹ thuật Internet
IGP Interior Gateway Protocol Giao thức định tuyến trong phạm vi
miền
ILM Incoming Label Map Ánh xạ nhãn đầu vào
I-LSR Ingress LSR LSR biên vào
IntServ Integrated Services Dịch vụ tích hợp
IP Internet Protocol Giao thức Internet
Trịnh Quốc Thái – D06VT2 4
Đồ án tốt nghiệp
IS-IS Intermediate System to
Intermediate System Protocol
Giaot thức hệ thống trung gian tới
hệ thống trung gian
ITU-T International Telecommunication
Union-Telecommunication
Hiệp hội viễn thông quốc tễ
LDP Label Distribution Protocol Giao thức phân phối nhãn
LER Label Edge Router Bộ định tuyến nhãn biên ra
LFIB Label Forwarding Information
Base
Cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn
LIB Label Information Base Bảng cơ sở dữ liệu nhãn
LIFO Last In First Out Vào trước ra sau
LSP Label Switch Path Tuyến chuyển mạch nhãn
LSR Label Switch Router Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn
MAC Media Access Control Điều khiển truy nhập môi trường
MPLS Multiprotool Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức
MP-BGP MPLS Border Gateway Protocol Đa giao thức cổng biên
NE Network engineering Thiết kế mạng

NHLFE Next Hop Lable Forwarding
Entry
Mục chuyển tiếp chặng kế tiếp
OSPF Open Shortest Path First Giao thức OSPF
PE Provider Edge Biên nhà cung cấp
PLR Point Local Repair Điểm sửa chữa cục bộ
PPP Point-to-Point Protocol Giao thức điểm - điểm
PQ Priority Queue Hàng đợi ưu tiên
PVC Permanent Virtual Circuit Mạch ảo cố định
QoS Quanlity of Service Chất lượng dịch vụ
RFC Request for comment Các tài liệu chuẩn do IETF đưa ra
RIP Routing Information Protocol Giao thức định tuyến RIP
RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức dành sẵn tài nguyên
RSVP-TE RSVP Traffic engineering RSVP kĩ thuật lưu lượng
Trịnh Quốc Thái – D06VT2 5
Đồ án tốt nghiệp
SE Share Explicit Chia sẻ hiện
SLA Service Level Agreements Thỏa thuận cấp độ dịch vụ
SONET Synchronous Optical Networking Mạng quang đồng bộ
SP Service Provider Nhà cung cấp
SVC Switch Virtual Connection Chuyển mạch kết nối ảo
TCP Tranmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn
TDP Tag Distribution Protocol Giao thức phân phối tag
TE Traffic Engineering Kỹ thuật điều khiển lưu lượng
TTL Time To Live Thời gian sống
UDP User Datagram Protocol Giao thức UDP
VC Virtual Channel Kênh ảo
VCI Virtual Channel Identifier Định danh kênh ảo
VoATM Voice over ATM Thoại qua ATM
VoIP Voice over IP Thoại qua IP

VP Virtual Path Tuyến ảo
VPI Virtual Packet Indentifier Định danh gói ảo
VPN Virtual Pravite network Mạng riêng ảo
WF Wild Filter Chia sẻ chung
LỜI MỞ ĐẦU
Mạng viễn thông ngày nay không ngừng phát triển. Số lượng khách hàng không
ngừng tăng cùng với không ngừng tăng về lưu lượng mạng. Nhiều loại dịch vụ ra đời
cùng với yêu cầu chất lượng dịch vụ cao hơn. Mạng truyền thống Internet đã rất thành
Trịnh Quốc Thái – D06VT2 6
Đồ án tốt nghiệp
công bước đầu nhờ kiến trúc mở cùng với dịch vụ IP cách thức nỗ lực tối đa đang dần
không đáp ứng các yêu cầu.
Mạng IP đã phát triển một cách rộng khắp việc thay thế là điều khó có thể xảy
ra. Vì vậy các nhà nghiên cứu đã tìm ra giải pháp phát triển trên nền IP. MPLS ra đời
đang đáp ứng nhu cầu. MPLS ra đời đã hỗ trợ rất nhiều mạng IP tạo ra mạng miền
mạng chuyển phát nhanh, kết nối có hướng đảm bảo dịch vụ bằng khả năng điều
khiển lưu lượng.
MPLS hoạt động cùng với mạng IP, hoạt động song song với định tuyến đang
tồn tại chuyển mạch lớp hai tạo ra tốc độ dữ liệu cao giữa các bộ định tuyến.
Đề tài kĩ thuật lưu lượng MPLS với RSVP-TE với hướng tìm hiểu cơ bản về
mạng MPLS, khả năng điều khiển lưu lượng mạng MPLS so với IP, và phần tiếp tìm
hiểu hoạt động giao thức RSVP-TE . Luận văn tốt nghiệp “kĩ thuật lưu lượng MPLS
với RSVP-TE” bao gồm các nội dung:
Chương 1: Tổng quan mạng MPLS: giới thiệu một cách tổng quan về mạng
MPLS và một số phương pháp định tuyến cải tiến giúp MPLS thích hợp kĩ thuật lưu
lượng.
Chương 2: MPLS với RSVP-TE: tìm hiểu giao thức MPLS và một số đối tượng
liên quan thiết lập LSP tạo đường hầm lưu lượng, cũng như một số kĩ thuật liên quan
đến bảo vệ đường.
Chương 3: Mô phỏng: xây dựng một số kịch bản so sánh kết quả của việc điều

khiển lưu lượng với báo hiệu RSVP-TE giảm tắc nghẽn mạng.
Do thời gian hoàn thành đồ án có giới hạn và không có điều kiện tiếp xúc thực
tế và còn thiếu kinh nghiệm nghiên cứu giao thức với kĩ thuật lưu lượng nên không
tránh khỏi nhiều thiếu sót. Em rất mong nhận được nhiều sự góp ý và sửa chữa từ thầy
cô và bạn bè và những cùng nghiên cứu.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Thầy giáo Nguyễn Đình Long, người đã
tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình làm luận án này. Em xin chân thành cảm
ơn các thầy cô giáo trong khoa Viễn thông đã giúp đỡ em trong thời gian qua để hoàn
thành đồ án này.
Em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè và người thân giúp đỡ động viên để
tôi hoàn thành luận án này.
Trịnh Quốc Thái – D06VT2 7
Đồ án tốt nghiệp

Hà nội, ngày 29 tháng 11 năm 2010
Sinh viên
Trịnh Quốc Thái
Trịnh Quốc Thái – D06VT2 8
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về mạng
MPLS
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG MPLS
1.1. Giới thiệu về MPLS
Giới thiệu tổng quan về công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS).
Trong chương này trình bày về khái niệm về MPLS, sự ra đời của MPLS dựa trên kết
hợp hoàn hảo các ưu điểm của công nghệ IP, công nghệ ATM. Tìm hiểu cơ bản thành
phần MPLS cũng như các ưu điểm và ứng dụng chính của MPLS cũng được đề cập
đến. Các giao thức định tuyến giúp khả năng điều khiển lưu lượng của MPLS.
1.1.1. Lịch sử hình thành và phát triển MPLS
Sau khi ra đời vào những năm thập niên 70, công nghệ IP đã phát triển một
cách nhanh chóng rộng khắp toàn cầu. IP hiện nay đã cung cấp nhiều loại dịch vụ đáp

ứng nhu cầu người sử dụng mạng trên khắp thế giới từ truy nhập mạng internet truyền
thống đến dịch vụ thoại, video tốc độ cao. Sự bùng nổ mạng internet đang đặt ra thách
thức khả năng đáp ứng của các nhà cung cấp dịch vụ.
Điểm thành công của Internet ở chỗ các công nghệ của Internet được triển khai
và phát triển theo nhu cầu của thị trường . Internet không đưa ra các tiêu chuẩn theo
kiểu Recommendation như của ITU-T mà đưa ra các RFC (Request For Comments)
với mục đích công bố các giải pháp công nghệ đã đạt được và thu thập những đóng
góp thêm nhằm hoàn thiện, phát triển sản phẩm đó chứ không bắt buộc phải tuân thủ.
Khi mạng Internet phát triển và mở rộng, lưu lượng Internet bùng nổ. Các các
nhà cung cấp dịch vụ xử lý bằng cách tăng dung lượng các kết nối và nâng cấp bộ định
tuyến nhưng vẫn không tránh khỏi nghẽn mạch. Lý do khác là các giao thức định
tuyến thường hướng lưu lượng vào cùng một số các kết nối nhất định dẫn đến kết nối
này bị quá tải trong khi một số tài nguyên khác không được sử dụng. Đây là tình trạng
phân bố tải không đồng đều và sử dụng lãng phí tài nguyên mạng Internet.
Giao thức định tuyến TCP/IP khả năng với định tuyến mềm dẻo. Nhưng IP
không hoàn toàn đảm bảo lượng dịch vụ chỉ là best-effort, tốc độ truyền tin theo yêu
cầu. Trong khi đó công nghệ ATM có tốc độ truyền tin cao, đảm bảo thời gian thực và
chất lượng dịch vụ theo yêu cầu định trước. Hơn nữa các dịch vụ thông tin thế hệ sau
được chia thành hai xu hướng phát triển đó là: Hoạt động kết nối định hướng và hoạt
động không kết nối. Hai xu hướng phát triển này dần tiệm cận và hội tụ với nhau tiến
Trịnh Quốc Thái – D06VT2 9
9
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về mạng
MPLS
tới ra đời công nghệ IP/ATM. Sự kết hợp IP với ATM đã từng giải pháp kỳ vọng cho
mạng viễn thông.
Để đáp ứng nhu cầu có được mạng internet vừa đảm bảo chất lượng vừa đảm
bảo tốc độ cần phải có một giao thức mới đảm bảo điều đó và MPLS đã ra đời có khả
năng kết hợp những đặc điểm tốt của chuyển mach kênh ATM và chuyển mạch gói IP.
Công ty mạng máy tinh Ipsilon là người đầu tiên phát triển giao thức mạng

MPLS. Nhưng do vấn đề tài chính công ty đã bán lại cho Nokia và không thể phát
triển giao thức này nữa. Nhiều công ty khác tiếp tục phát triển nó. Sau đó Cisco và
hàng loạt hãng khác như IBM, Toshiba…công bố các sản phẩm công nghệ chuyển
mạch của họ dưới những tên khác nhau nhưng đều cùng chung bản chất công nghệ
chuyển mạch nhãn.
Sự ra đời của MPLS được dự báo là tất yếu khi nhu cầu và tốc độ phát triển rất
nhanh của mạng Internet đòi hỏi phải có một giao thức mới đảm bảo chất lượng dịch
vụ theo yêu cầu. Nhiều công nghệ đã được xây dựng và phát triển trên nền tảng mạng
IP.
Đối với công nghệ chuyển mạch mới, việc tiêu chuẩn hoá là một khía cạnh
quan trọng quyết định khả năng chiếm lĩnh thị trường nhanh chóng của công nghệ đó.
Các tiêu chuẩn thường được xây dựng và hoàn thiện trong một thời gian tương đối dài.
Giống như IP, các tiêu chuẩn về MPLS chủ yếu được IETF phát triển và hoàn thiện.
ITEF hoàn thiện tiêu chuẩn MPLS và đưa ra các tài liệu RFC năm 1999. Sau
năm 1999 liên tục ban hành các tiêu chuẩn MPLS như về quản lý, bảo mật, tính tương
thích với các công nghệ khác.
Như vậy có thể thấy rằng MPLS đã phát triển nhanh chóng và hiệu quả. Điều
này cũng chứng minh những yêu cầu cấp bách trong công nghiệp cho một công nghệ
mới. Hầu hết các tiêu chuẩn MPLS hiện tại đã được ban hành dưới dạng RFC. Sau khi
toàn bộ các RFC được hoàn thiện, chúng sẽ được tập hợp lại để xây dựng một hệ
thống tiêu chuẩn MPLS.
1.1.2. Các ứng dụng của MPLS
Mạng MPLS ra đời có nhiều ứng dụng trong như tích hợp ATM với IP, mạng
riêng ảo điểu khiển lưu lượng
 Tích hợp IP+ATM - Do “chuyển mạch nhãn” có thể thực hiện được bởi các
chuyển mạch ATM, MPLS là một phương pháp tích hợp các dịch vụ IP trực
Trịnh Quốc Thái – D06VT2 10
10
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về mạng
MPLS

tiếp trên chuyển mạch ATM. Sự tích hợp này cần phải đặt định tuyến IP và
phần mềm phân bổ nhãn trực tiếp trên chuyển mạch ATM. Do tích hợp hoàn
toàn IP trên chuyển mạch ATM, MPLS cho phép chuyển mạch ATM hỗ trợ tối
ưu các dịch vụ IP như IP đa hướng, lớp dịch vụ IP, RSVP giao thức hỗ trợ tài
nguyên và mạng riêng ảo.
 Dịch vụ mạng riêng ảo IP (VPN) - VPN thiết lập cơ sở hạ tầng cho mạng
intranet và extranet, đó là các mạng IP mà các công ty kinh doanh sẽ thiết lập
trên cơ sở toàn bộ cấu trúc kinh doanh của họ. Dịch vụ VPN là dịch vụ mạng
Intranet và Extranet mà các mạng đó được cung cấp bởi nhà cung cấp dịch vụ
đến nhiều tổ chức khách hàng. MPLS kết hợp với giao thức cổng biên (BGP)
cho phép một nhà cung cấp mạng hỗ trợ hàng nghìn VPN của khách hàng . Như
vậy, mạng MPLS cùng với BGP tạo ra cách thức cung cấp dịch vụ VPN trên cả
ATM và các thiết bị dựa trên gói tin rất linh hoạt, dễ mở rộng quy mô và dễ
quản lý. Thậm chí trên các mạng của nhà cung cấp khá nhỏ, khả năng linh hoạt
và dễ quản lý của các dịch vụ MPLS BGP VPN là ưu điểm chủ yếu.
 Điều khiển lưu lượng và định tuyến IP rõ ràng - vấn đề quan trọng trong các
mạng IP liên tục là thiếu khả năng điều khiển linh hoạt các luồng lưu lượng IP
để sử dụng hiệu qủa dải thông mạng có sẵn. Do vậy, thiếu hụt này liên quan đến
khả năng gửi các luồng được chọn xuống các đường được chọn ví dụ như chọn
các đường trung kế được bảo đảm cho các lớp dịch vụ riêng. MPLS sử dụng
các đường chuyển mạch nhãn (LSPs), mà có thể được thiết lập trên cả ATM và
thiết bị dựa trên gói tin. Khả năng điều khiển lưu lượng IP của MPLS sử dụng
thiết lập đặc biệt các LSP để điều khiển một cách linh hoạt các luồng lưu lượng
IP.
1.1.3. Một số ưu nhược điểm của MPLS
Khi mạng chạy MPLS, nhà cung cấp có thể thu được một số lợi ích
• Xây dựng cơ sở hạ tầng mạng thống nhất.
• Cải thiện được tốc độ chuyển tiếp của gói trong mạng do chuyển tiếp lớp hai
thay trong miền MPLS thay vì lớp 3 trong miền IP.
• Hỗ trợ QoS và CoS cho các loại dịch vụ khác nhau.

• Tích hợp cả IP và ATM trong mạng.
• Xây dựng mạng tương thích.
Một số nhược điểm trong ứng dụng MPLS VPN
• Cần phải thêm một lớp. Thêm tiêu đề Shim trong ethernet.
• Các bộ định tuyến phải hỗ trợ MPLS.
Trịnh Quốc Thái – D06VT2 11
11
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về mạng
MPLS
Sau đây là ột số ưu nhược điểm của ứng dụng MPLS VPN.
MPLS VPN có một số ưu điểm khi lựa chọn cho dịch vụ VPN:
• Tính kết nối WAN – Công nghệ này sử dụng cho kết nối nhiều địa điểm cách
biệt về vật lý, được triển khai như dịch vụ thay thế hoặc kết hợp với dịch vụ
VPN truyền thống.
• Tính động và mềm dẻo – Những thay đổi trong sơ đồ kết nối có thể thực hiện
trên VPN mà không cần cấu hình thủ công trên thiết bị mạng phía khách hàng.
• Tính tương thích MPLS VPN có thể được triển khai trên các dịch vụ truy nhập
truyền thống như Frame relay, đường riêng, ATM. Bên cạnh đó, các dịch vụ
hiện tại dễ dàng nâng cấp lên mạng VPN mà không phải thay đổi về mặt cấu
trúc.
• Tích hợp dễ dàng – VPN có thể được tích hợp dễ dàng các dịch vụ IP khác như
truy nhập internet, web, IPSec VPN.
• Tính mở rộng và độ tin cậy MPLS VPN mở rộng dễ dàng, khả năng mở rộng
tối đa chỉ giới hạn bởi BGP và đạt độ tin cậy cao dựa trên BGP.
Tuy nhiên, BGP MPLS VPN có một số giới hạn:
• Chỉ mạng IP- Chúng chỉ điều khiển lưu lượng IP, không điều khiển lưu lượng trên
mạng khác nếu chúng không được đóng gói trong gói tin IP. Mặc dù phần lớn
khách hàng đang chuyển qua cơ sở hạ tầng IP duy nhất, tuy nhiên vẫn còn nhiều
ứng dụng chạy trên các mạng khác.
• Chia sẻ định tuyến VPN yêu cầu khách hàng chia sẻ thông tin về miền định tuyến

trong mạng của họ với router PE. Điều này không được nhiều khách hàng chấp
nhận vì tiết lộ hoạt động cũng như cấu trúc trong mạng của họ.
• Router CE – Để chia sẻ thông tin định tuyến, thiết bị CE tại khách hàng phải là
một router chứ không được là thiết bị đơn giản như Switch. Điều này tương ứng
khách hàng phải tốn thêm chi phí trang bị thiết bị cho mỗi điểm kết nối.
• Phụ thuộc các router PE – Do yêu cầu lưu trữ bảng định tuyến, thực hiện nhiều
chức năng nên router PE phải có cấu hình cao, thậm chí đắt hơn bộ định tuyến lõi.
• Mạng phức tạp - Số lượng định tuyến động nhiều làm gia tăng tải, làm giảm khả
năng xử lý của PE. Nếu số lượng khách hàng cá nhân tăng thì mạng cần mở rộng,
bổ sung các router PE.
• Tính ổn định và toàn vẹn mạng – BGP MPLS VPN có thể làm ảnh hưởng đến tính
ổn định và toàn vẹn của mạng. Nếu thiết bị CE tại một khách hàng hoạt động
không ổn định và tác động đến router PE, thì các kênh dịch vụ VPN của khách
hàng khác có thể bị ảnh hưởng.
Trịnh Quốc Thái – D06VT2 12
12
LER
LER
LSR
LER
LSR
LSR
IP
MPLS
IP
Internet
LSR
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về mạng
MPLS
• Quản lý mạng phức tạp – Cấu hình và quản lý dịch vụ phức tạp, mỗi khách hàng

có một hồ sơ riêng trên router PE. Cần phải quản lý bảng định tuyến riêng trên PE
đối với mỗi khách hàng. Quản lý cấu hình CE là router cũng phức tạp hơn so với
thiết bị Switch.
• Thêm cấu hình phía khách hàng – Khách hàng phải cấu hình, quản lý thêm việc
định tuyến đến PE thay vì định tuyến đến các router trong mạng của họ.
1.2. Kiến trúc MPLS
Miền MPLS được miêu tả là một nhóm các nút liên tiếp mà chạy định tuyến và
chuyển tiếp MPLS. Miền MPLS chia thành MPLS lõi có bộ định tuyến chuyển mạch
nhãn và MPLS biên có bộ định tuyến biên nhãn.
Hình 1.1. Kiến trúc mạng MPLS
Như trên hình vẽ mạng MPLS hay miền MPLS bao gồm các bộ định tuyến
chuyến mạch nhãn lõi gọi là LSR, các bộ định tuyến biên miền gọi là LER các bộ định
chính là kết nối đến các mạng ngoài khác như internet, ATM, IP
Thuật ngữ chính của MPLS được giải thích như sau
• LSR- Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn: Là bất kì bộ định tuyến nào mà
nằm trong miền MPLS và chuyển tiếp gói tin dựa trên nhãn chuyển
mạch. Khi LSR nhận một gói tin nó sẽ kiểm tra bảng và quyết định trạm
kế tiếp. Trước khi chuyển tiếp đến bộ định tuyến kế tiếp, nó tháo nhãn
cũ và gắn nhãn mới.
Trịnh Quốc Thái – D06VT2 13
13
MPLS
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về mạng
MPLS
• LER - Bộ định tuyến biên: Một gói tin đi vào mạng MPLS phải qua
LER hay còn gọi là bộ định tuyến đầu vào. Gói tin đi ra khỏi miền
MPLS qua LER gọi là bộ định tuyến đầu ra. LER có khả năng xử lý lớp
ba và gỡ bỏ nhãn khỏi gói tin khi nó đi vào hay đi ra khỏi miền MPLS.
LER biến một gói tin IP thành MPLS hoặc vẫn đối xử với nó là IP tùy
thuộc vào chính sách điều khiển.

• LDP - Giao thức phân bổ nhãn: Là giao thức lớp ứng dụng cho việc
phân bổ thông tin gán nhãn tới các các bộ định tuyến nhãn.
• FEC - Lớp chuyển tiếp tương đương: Nó nhiệm vụ là nhóm gói tin mà
có cùng đặc tính và chuyển tiếp giống nhau trong cùng một đường.
Nhóm tin này được gắn cùng một nhãn MPLS. Mỗi gói tin MPLS chỉ
gán nhãn với FEC duy nhất một lần ở bộ định tuyến đầu vào. FEC phân
loại gói tin vào địa chỉ nguồn đích, cổng nguồn đích, loại dịch vụ, giao
thức truyền tải.
• LSP- Đường chuyển mạch nhãn: Là đường mà được thiết lập bởi giao
thức báo hiệu trong MPLS. Trong miền MPLS tồn tại nhiều LSP mà
khởi tạo từ bộ định tuyến đầu vào và đi qua một hay nhiều LSR lõi và
rời khỏi ở bộ định tuyến đầu ra.
• Upstream và downstream: Tương ứng là những bộ định tuyến gần và xa
so với gói tin nguồn hơn so với các bộ định tuyến khác.
Trong mạng IP, chức năng chính của IP là gửi dữ liệu từ nguồn tới đích. Dữ
liệu là ở dạng gói. Các gói tin này sẽ phải được định tuyến qua một chuỗi các bộ định
tuyến và nhiều mạng để có thể tới đích. Trên Internet, từng bộ định tuyến sẽ phải tự
quyết định hướng đi của gói tin dựa theo địa chỉ đích ở trong tiêu đề và chuyển tiếp
gói tin đến hop kế tiếp theo bảng chuyển tiếp.
Trong MPLS các gói tin được chuyển tiếp dựa vào nhãn qua các nút. Mỗi nút
trong MPLS được thành hai mặt phẳng: mặt phẳng chuyển tiếp MPLS và mặt phẳng
điều khiển MPLS. Nút MPLS có thể thực hiện định tuyến lớp ba và chuyển mạch lớp
hai. Hình sau mô tả cấu trúc cơ bản của một nút MPLS. Quá trình định tuyến này được
thực hiện đến khi gói tin đến đích.
Hình 1.2 dưới đây chỉ ra bộ định tuyến MPLS hoạt động dựa trên hai khối chức
năng chính:
• Mặt phẳng điều khiển
Mặt phẳng điều khiển duy trì và điều khiển bảng chuyển tiếp. Mặt phẳng điều
Trịnh Quốc Thái – D06VT2 14
14

Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về mạng
MPLS
khiển chịu trách nhiêm cho xây dựng định tuyến MPLS bằng cập nhật nhãn mà các bộ
định tuyến trao đổi.
• Mặt phẳng chuyển tiếp
Mặt phẳng chuyển tiếp chuyển tiếp gói tin thông qua tra bảng mà duy trì bởi mặt
phẳng điều khiển.
Hình 1.2. Cấu trúc một nút MPLS
1.2.1. Mặt phẳng điều khiển
Mặt phẳng điều khiển MPLS chịu trách nhiệm tạo ra và lưu trữ bảng chuyển
tiếp bằng việc học mô hình mạng từ các giao thức định tuyến như OSPF, IS-IS và
BGP. Tất cả các nút MPLS phải chạy một giao thức định tuyến IP để trao đổi thông tin
định tuyến IP với các nút MPLS khác trong mạng. Các giao thức định tuyến Link-state
như OSPF và IS-IS là các giao thức được chọn vì chúng cung cấp cho mỗi nút MPLS
thông tin của toàn mạng.
Với bộ định tuyến thông thường, bảng định tuyến IP dùng để xây dựng bộ lưu
trữ chuyển mạch nhanh hoặc FIB. Tuy nhiên với MPLS, bảng định tuyến IP cung cấp
thông tin của mạng đích và tiền tố subnet sử dụng cho liên kết nhãn. Các giao thức
định tuyến trạng thái như OSPF gửi thông tin định tuyến giữa một tập các bộ đinh
Trịnh Quốc Thái – D06VT2 15
15
Mặt phẳng điều khiển
Thông tin định tuyến
trao đổi giữa các
router
Giao thức định tuyến
Bảng định tuyến cập
nhật
Bảng định tuyến
Điều khiển định tuyến

IP MPLS
Trao đổi gán nhãn
Bảng chuyển tiếp
tham khảo
Cập nhật bảng chuyển
tiếp
Bảng chuyển tiếp
Các gói tin đầu vào
Gói tin đầu ra
Chuyển tiếp
Mặt phẳng chuyển tiếp
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về mạng
MPLS
tuyến không nhất thiết liền kề nhau, trong khi thông tin liên kết nhãn chỉ được phân bố
giữa các bộ định tuyến liền kề bằng giao thức phân phối nhãn LDP hoặc TDP. Điều
này làm giao thức định tuyến trạng thái không thích hợp với sự phân phối thông tin
liên kết nhãn. Tuy nhiên sự mở rộng các giao thức định tuyến như BGP có thể được sử
dụng để phân phối thông tin liên kết nhãn. Điều này làm cho việc phân phối thông tin
liên kết nhãn phù hợp với việc phân phối thông tin định tuyến. Điều này cũng tránh ít
xảy ra hiện tượng tại một nút MPLS có thể nhận thông tin liên kết nhãn và không có
thông tin định tuyến thích hợp. Các nhãn trao đổi giữa các nút MPLS liền kề được sử
dụng để xây dựng LFIB. MPLS sử dụng một mô hình chuyển tiếp dựa trên trao đổi
nhãn mà có thể được kết nối với một phạm vi các mô đun điều khiển khác nhau. Mỗi
mô đun điều khiển chịu trách nhiệm đánh dấu, phân phối một tập các nhãn, cũng như
chịu trách nhiệm dự trữ thông tin điều khiển khác có liên quan. Các giao thức cổng
định tuyến trong phạm vi miền IGP được dùng để xác nhận khả năng đến được, sự liên
kết và ánh xạ giữa FEC và địa chỉ trạm kế. Thông tin liên kết nhãn chỉ được phân phối
giữa các bộ định tuyến nối trực tiếp với nhau bằng cách dùng giao thức phân phối
LDP.
Mặt phẳng điều khiển phụ thuộc nhiều vào cấu trúc mạng IP trong việc thiết lập

và duy trì đường. Mỗi bộ định tuyến duy trì bảng bằng cập nhật bảng chuyển tiếp.
Việc chuyển tiêp dựa trên thông tin trong bảng này. Trong MPLS, mặt phẳng điều
khiển và mặt phẳng dữ liệu hay mặt phẳng chuyển tiếp là các thực thể tách biệt. Điều
này cho phép triển khai từng thuật toán đơn lẻ cho nhiều loại dịch vụ và lưu lượng.
Mô đun chức năng như định tuyến Unicast (Unicast Routing), định tuyến Multicast
(Multicast Routing), kỹ thuật lưu lượng (Traffic Engineer), mạng riêng ảo (VPN –
Virtual private Network).
1.2.2. Mặt phẳng chuyển tiếp
Mặt phẳng chuyển tiếp có trách nhiệm chuyển tiếp gói dựa trên giá trị chứa
trong nhãn. Khi một gói tin đến bộ định tuyến, quyết định chuyển tiếp thông qua tham
vấn bảng chuyển tiếp được lưu trữ bởi mặt phẳng chuyển tiếp. Mỗi nút MPLS có hai
bảng liên quan đến việc chuyển tiếp là cơ sở thông tin nhãn LIB và LFIB. LIB chứa tất
cả các nhãn được nút MPLS cục bộ đánh dấu và ánh xạ của các nhãn này đến các nhãn
được nhận từ láng giềng của nó. LFIB chứa nhãn cục bộ đến nhãn trạm kế tiếp ánh xạ
với giao tiếp ngõ ra, được dùng để chuyển tiếp các gói được gán nhãn.
Trịnh Quốc Thái – D06VT2 16
16
Link layer
Header
MPLS SHIM
Header/s
Network (IP)
Layer Header
IP Packet Data
Label (20bit)
Header
EXP 3bit
Header
S1bit bit) 3bit
Header

TTL ()8bit
Header
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về mạng
MPLS
1.2.2.1. Nhãn
Nhãn là một thực thể có độ dài ngắn và cố định không có cấu trúc bên trong.
Nhãn không trực tiếp mã hoá thông tin của mào đầu lớp mạng như địa chỉ mạng. Nhãn
đại diện cho một FEC nào đó, sự tương ứng giữa nhãn và FEC gọi là ánh xạ.

Hình 1.3. Vị trí nhãn
Nhãn trong dạng đơn giản nhất xác định đường đi mà gói tin có thể truyền qua.
Nhãn được mang hay được đóng gói trong tiêu đề lớp 2 cùng với gói tin. Bộ định
tuyến kiểm tra các gói tin qua nội dung nhãn để xác định các bước chuyển kế tiếp. Giá
trị nhãn chỉ có ý nghĩa cục bộ nghĩa là chúng chỉ liên quan đến các bước chuyển tiếp
giữa các LSR.
LABLE EXP BS TTL STACK
Hình 1.4. Cấu trúc nhãn
LABLE=20 bits
EXP (EXPERIMENTAL)=3 bits
BS (BOTTOM OF STACK)=1 bit
TTL (TIME TO LIVE)=8 bits
Trong đó:
 EXP: dành cho thực nghiệm. Khi các gói tin xếp hàng có thể dùng các
bít này tương tự như các bit IP ưu tiên (IP Precedence).
 BS: đáy của ngăn xếp. BS thiết lập nếu không có nhãn.
 TTL: thời gian sống là bản sao của IP TTL. Giá trị của nó được giảm tại
mỗi chặng để tránh lặp như IP.
MPLS được thiết kế để xây dựng ở bất kì môi trường và hình thức đóng gói lớp
hai nào. Dạng của nhãn phụ thuộc vào phương thức truyền tin mà gói tin được đóng
gói.

Trịnh Quốc Thái – D06VT2 17
17
Tiêu đề gói PPP trên SDH
Tiêu đề MAC LAN
Nhãn
Tiêu đề MAC Tiêu đề Shim Tiêu đề lớp 3
Tiêu đề MAC Tiêu đề Shim Tiêu đề lớp 3
GFC VCI CLP HEC DATAPTIVPI
Nhãn
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về mạng
MPLS

Hình 1.5. Nhãn trong Shim-giữa lớp 2 và lớp 3
Kiểu khung:
Hầu hết các hình thức đóng gói lớp 2 đều dựa trên khung. MPLS chỉ đơn giản
thêm vào 32 bit giữa mào đầu lớp 2 và lớp 3 gọi là tiêu đề shim. Một nhãn được mã
hoá với 20 bỉt, nghĩa là có thể có 2 mũ 20 giá trị khác nhau. Một gói có nhiều nhãn gọi
là chồng nhãn (Lable stack).
Kiểu tế bào:
Chế độ tế bào là thuật ngữ dùng khi mạng có chứa các đường LSR mà đường
này sử dụng MPLS trong mặt phẳng điều khiển để trao đổi VPI/VCI thay cho sử dụng
báo hiệu ATM.
ATM là một trường hợp đặc biệt sử dụng tế bào có chiều dài cố định. Do đó
nhãn không thể được thêm vào trong mỗi tế bào. MPLS sử dụng các giá trị VPI/VCI
trong mào đầu ATM để làm nhãn. Phương thức đóng gói này được gọi là kiểu tế bào
MPLS.

Hình 1.6. Nhãn mã hóa trong ATM
GFC Điều khiển luồng chung
VPI Id đường ảo

VCI Id kênh ảo
PTI Chỉ thị loại tải
CLP Mức độ yêu tin của tế bào
HEC Kiểm tra lỗi tiêu đề giống tổng kiểm tra
Trịnh Quốc Thái – D06VT2 18
18
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về mạng
MPLS
DATA Tải
Trong chế độ tế bào, nhãn được mã hóa trong phần VPI/VCI của một tế bào.
Sau khi trao đổi nhãn xong ở phần mặt phẳng điều khiển thì bộ định tuyến đầu vào cắt
mảnh gói tin thành các tế bào ATM, gán giá trị VPI/VCI thích hợp và truyền cell này.
Các LSR trung gian xử lý giống như các chuyển mạch ATM bình thường. Tế bào
chuyển tiếp dựa vào VPI/VCI và thông tin cổng đến. Cuối cùng bộ định tuyến đầu ra
tái tạo lại các tế bào thành một gói.
Các loại nhãn đặc biệt
• Untagged: gói MPLS đến được chuyển thành một gói IP và chuyển tiếp đến
đích. Nó được dùng trong thực thi MPLS VPN.
Hinh 1.7. Các loại nhãn đặc biệt
• Nhãn Implicit-null hay POP: nhãn này được gán khi nhãn trên cùng (top label)
của gói MPLS đến bị bóc ra và gói MPLS hay IP được chuyển tiếp tới trạm kế
xuôi dòng. Giá trị của nhãn này là 3 (trường nhãn 20 bit). Nhãn này được dùng
trong mạng MPLS cho những trạm kế cuối.
• Nhãn Explicit-null: được gán để giữ giá trị EXP cho nhãn trên cùng của gói
đến. Nhãn trên được hoán đổi với giá trị 0 và chuyển tiếp như một gói MPLS
tới trạm kế xuôi dòng. Nhãn này sử dụng khi thực hiện QoS với MPLS.
• Nhãn Aggregate: với nhãn này, khi gói MPLS đến nó bị bóc tất cả nhãn trong
chồng nhãn ra để trở thành một gói IP và thực hiện tra cứu trong FIB để xác
định giao tiếp ngõ ra cho nó.
1.2.2.2. Lớp chuyển tiếp tương đương FEC

Giả sử các gói tin vào mạng MPLS và được gửi đến cùng một mạng ở một bộ
định tuyến đầu vào thì các gói tin được phân loại giống nhau dựa trên thuật toán tra
bảng longest-match trong FIB. Ví dụ trong FIB có đầu vào của FIB là 171.68.0.0/ 16
Trịnh Quốc Thái – D06VT2 19
19
LSR đầu ra
LSR
LSR đầu vào
Router bình
thường
untagged
IP tiêu đề + tải
Nhãn
IP tiêu đề + tải
IP tiêu đề + tảiNhãn L2
IP tiêu đề + tải
Nhãn 0
Nhãn L2
POP/ implicit-null
IP tiêu đề + tải
Nhãn L1
Nhãn L2
Aggragate
Explicit-Null
IP tiêu đề + tải
IP tiêu đề + tải
IP tiêu đề + tải
label EXP 0 TTL
label EXP 0 TTL
………

label EXP 1 TTL
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về mạng
MPLS
với địa chỉ next hop 12.12.12.12. khi nhận được hai gói tin có dịa chỉ đích 171.68.1.1
và 171.68.23.5 cả hai gói tin này sẽ chuyển đến cung hop kế tiếp là 12.12.12.12. Như
vậy cả hai gói tin với địa chỉ đích 171.68.1.1 và 171.68.23.5 có cùng FEC.
Tuy nhiên việc phân loại FEC không chỉ giới hạn ở địa chỉ địch của địa chỉ IP
nhận được, FEC cũng có dựa vào giao diện gói tin đến, địa chỉ cổng của gói tin đến
hay bất kì một kĩ thuật nào mà bạn có ấn định. Tất cả gói tin có cùng FEC có cùng
cách hành xử.
1.2.2.3. Ngăn xếp nhãn
Là một tập hợp thứ tự các nhãn gán theo gói để chuyển tải thông tin về nhiều
FEC và về các LSP tương ứng mà gói đi qua. Ngăn xếp nhãn cho phép MPLS hỗ trợ
định tuyến phân cấp (một nhãn cho EGP và một nhãn cho IGP) và tổ chức đa LSP
trong một trung kế LSP. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho chế độ hoạt động đường
hầm.

Hình 1.8. Ngăn xếp nhãn
Ngăn xếp nhãn cũng là chỉ thị độ sâu khi gói tin thâm nhập vào mạng MPLS.
Thông thường, một gói tin có thể có nhiều nhãn được gọi là chồng nhãn. Các nhãn
trong chồng nhãn được tổ chức theo kiểu chồng nhãn vào sau ra trước LIFO. Một gói
tin không có gắn nhãn được xem là có chiều sâu chồng nhãn bằng 0. Chiều sâu d của
chồng nhãn tương ứng với trình từ của nhãn trong chồng nhãn <1,2,3 ,d-1,d> với
nhãn 1 ở đáy chồng nhãn và nhãn d ở đỉnh của chồng nhãn. Ví dụ khi đang ở mạng
MPLS thứ nhất gói tin này sử dụng nhãn là 10 giá trị ngăn xếp 1, khi nó đi tiếp sang
mạng thứ hai thì nhãn này không thể xóa bỏ vì chưa ra khỏi miền MPLS nên nó có thể
thêm nhãn thứ hai là 20 để đi qua mạng này.
1.2.2.4. Cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn
LFIB được duy trì bởi một nút MPLS chứa một chuỗi các entry (mục nhập).
Như hình dưới đây, mỗi đường nhập vào chứa một nhãn tới và một hoặc vài mục phụ.

LFIB được lập bảng chứa các giá trị trong nhãn tới.
Trịnh Quốc Thái – D06VT2 20
20
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về mạng
MPLS

LSR Nhãn đầu vào Nhãn đầu ra Hop kế tiếp Giao diên đầu
ra
A - - LSR B If0
B 62 - LSR D If0
C - - LSR D If2
D 15 - LSR E If2
E 60 - LSR E If0
Hình 1.9. Ví dụ cấu trúc của LFIB
Mỗi mục phụ bao gồm một nhãn ra, giao diện ra và địa chỉ nút nhảy tiếp theo.
Các mục phụ với đường vào riêng biệt có thể giống hoặc khác nhãn vào. Chuyển tiếp
Multicast yêu cầu mục phụ với đa nhãn ra, tức là ở đó một nhãn vào được đưa đến tại
một giao diện cần được gửi tới nhiều giao diện ra. Thêm vào gói ra, giao diện ra và
thông tin bước nhảy tiếp theo, một đường vào trong bảng chuyển tiếp có thể bao gồm
thông tin liên quan đến nguồn của gói có thể sử dụng, như hàng đợi ra mà gói phải
được đặt vào.
Một nút MPLS có thể duy trì một bảng chuyển tiếp đơn. Trong trường hợp có
nhiều bảng chuyển tiếp, chuyển tiếp gói được thực hiện bởi giá trị của nhãn tới cũng
như giao diện vào mà ở đó gói đến.
1.2.2.5. Cách thức phân bổ và điều khiển nhãn
Quảng bá nhãn đường xuống theo yêu cầu: một LSR sẽ yêu cầu hop kế tiếp gán
nhãn cho một FEC. Tức là LSR đường lên yêu cầu ánh xạ nhãn. LSR đường xuống
gán nhãn cho FEC được yêu cầu.
Quảng bá nhãn đường xuống tự do: một LSR phân bố gán nhãn mà không cần
có yêu cầu. LSR đường xuống quảng bá ánh xạ nhãn tới LSR đường lên.

Điều khiển LSP tuần tự: Một LSR nhận được nhãn từ LSR đường xuống, có thể
truyền nhãn tới LSR đường lên. LSP thiết lập từ đầu ra tới đầu vào. Điều khiển này áp
dụng cho LSP định tuyến ràng buộc.
Điều khiển độc lập: LSR gán nhãn và phân bố nhãn cho các đối tác phân bố
nhãn ngang hàng. Mỗi LSR tự quyết định việc phân bố nhãn.
Duy trì nhãn chặt: Hoạt động theo kiểu quảng bá đường xuống tự do, LSR có
thể nhận nhãn từ các LSR ngang hàng và nó chỉ chấp nhận những nhãn từ các hop kế
tiếp có giá trị. Nếu phân bố nhãn đường xuống theo yêu cầu, duy trì nhãn chặt được áp
Trịnh Quốc Thái – D06VT2 21
21
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về mạng
MPLS
dụng.
Duy trì nhãn tự do: nhận tất các nhãn ánh xạ từ LSR ngang hàng. Dễ thấy
nhược điểm phương pháp này là phải duy trì nhiều nhãn không sử dụng.
1.2.2.6. Thuật toán chuyển tiếp gói
Chuyển mạch nhãn sử dụng thuật toán chuyển tiếp dựa trên việc trao đổi nhãn.
Nút MPLS mà duy trì một LFIB đơn lấy giá trị nhãn từ trường nhãn tìm thấy trong gói
tới và sử dụng giá trị này như chỉ số trong LFIB. Sau khi một nhãn tới nút thực hiện tra
bảng, nút MPLS thay thế nhãn này trong gói với một nhãn ra từ mục phụ và gửi gói
qua giao diện ra cụ thể tới nút tiếp cụ thể theo bởi mục phụ. Nếu mục phụ chỉ ra một
hàng đợi ra, nút MPLS đặt gói trong hàng đợi cụ thể.
Hình 1.10. Sơ đồ thuật toán chuyển tiếp gói
Nếu nút MPLS duy trì nhiều LFIB cho mỗi giao diện của nó, nó sử dụng giao
diện vật lý nơi gói đến để chọn một LFIB cụ thể phục vụ để chuyển tiếp gói. Thông
thường, thuật toán chuyển tiếp sử dụng nhiều loại thuật toán để chuyển tiếp unicast,
multicast. Tuy nhiên, MPLS chỉ sử dụng một thuật toán chuyển tiếp dựa trên trao đổi
nhãn. Một nút MPLS có thể lấy ra tất cả thông tin nó cần để chuyển tiếp nhãn cũng
như để xác định tài nguyên dành riêng cần thiết bằng việc truy nhập bộ nhớ. Tra cứu
tốc độ cao và khả năng chuyển tiếp làm cho chuyển mạch nhãn (label switching) thành

kỹ thuật chuyển mạch có tính thực thi cao. MPLS cũng có thể được sử dụng để vận
Trịnh Quốc Thái – D06VT2 22
22
Chưa có nhãn
Kiểm tra
nhãn của gói
Có nhãn
Không c ó
đầu ra
Xác định
FEC
ILM
NHLFE
FTN
Hủy gói
Hop kế
tiếp
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về mạng
MPLS
chuyển giao thức lớp ba khác như IPv6. Đặc tính này giúp MPLS có thể tương thích
tốt với việc chuyển đổi các mạng từ IPv4 sang IPv6.
NHLFE (Next Hop Lable Forwarding Entry)
NHLFE là mục phụ của ILM hoặc FTN, nó chứa các thông số sau:
• Hop kế (chặng tiếp theo của gói).
• Tác vụ sẽ được tiến hành trên stack nhãn của gói
Ngoài ra, NHLFE cũng có thể chứa những thông tin sau:
• Đóng góp lớp liên kết dữ liệu để sử dụng khi truyền gói.
• Cách thức mã hóa ngăn xếp nhãn khi truyền gói.
1.2.2.7. Minh họa truyền gói tin qua mạng MPLS
Hình 1.11. Minh họa truyền gói tin trong mạng MPLS

Để xem cách MPLS hoạt động như thế nào. Coi miền MPLS gồm có năm LSR
(A, B, C, D, và E) và tất cả các đường liên kết là điểm điểm. Giả sử gói tin đi từ A tới
E qua B và D. Hop kế tiếp của A là B cho gói tin này, hop kế tiếp của B là D, hop kế
tiếp của D là E. Cũng vậy gói cùng địa chỉ mạng đi từ C đến E qua D. Hop kế tiếp của
C là D cho gói tin này, hop kế tiếp của D là E.
Khi LSR xác định FEC liên kết với phần địa chỉ mạng mới này <x.0.0.0,
y.0.0.0> nó sẽ lựa chọn một nhãn có sẵn và tạo một mục nhập trong bảng chuyển tiếp
nhãn –LFIB. Bảng này có thông tin nhãn đầu vào và nhãn đầu ra liên kết với FEC và
giao diện đầu ra. LSR cũng lưu nhãn này trong bảng FIB trong mục nhập liên kết với
FEC.
Trịnh Quốc Thái – D06VT2 23
23
If1
If1
Miền IP 1
B
A
If0
If0
If0
If1
If2
If1
<x.0.0.0y.
0.0.0>
If1
If0
Miền IP 2
D
E

If0 If2
C
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về mạng
MPLS
Nhãn đầu vào là nhãn mà LSR mong muốn nó gán đối với các gói tin IP đầu
vào có cùng FEC. Ví dụ trên LSR B muốn tất cả gói tin đầu vào thuộc FEC gắn với
mạng <x.0.0.0, y.0.0.0> sẽ được gán nhãn là 62. Việc gán nhãn sẽ được thực hiện bởi
các LSR là đường lên của B. Trong ví dụ này LSP duy nhất là đường xuống của B là
A. Trong trường hợp của bộ định tuyến D, cả B và C là đường lên LSR.
LSR Nhãn đầu vào Nhãn đầu ra Hop kế tiếp Giao diên đầu
ra
A - - LSR B If0
B 62 - LSR D If0
C - - LSR D If2
D 15 - LSR E If2
E 60 - LSR E If0
Bảng 1.1. Bảng LIB
Để LSR nhận được gói tin IP đầu vào có nhãn như mong muốn thì LSR phải
gửi thông báo tới tất cả hàng xóm của nó về nhãn được lựa chọn cho FEC. LSR B gửi
thông tin tới A, D và C. A nhận ra rằng nó là đường lên từ B nên sử dụng thông tin để
cập nhận lại mục nhập cho FEC này trong LFIB. Còn D, C không phải là đường lên từ
B nên không sử dụng thông tin trong LFIB. Nhưng sẽ lưu nó cho sử dụng sau này. Ví
dụ từ C –D bị đứt thì có thể tạo B là hop kế tiếp cho FEC này. Trong trường hợp này C
sử dụng nhãn này để quảng bá B để cập nhật mục nhập trong LFIB.
D gửi thông tin đến B, C và E. Vì B và C là đường lên của D nên sử dụng thông
tin này để cập nhật lại LFIB. Cuối cùng E gửi thông tin này đến D để cập nhật. Kết
quả là bảng LSR được chỉnh sửa như hình sau:
LSR Nhãn đầu vào Nhãn đầu ra Hop kế tiếp Giao diên đầu
ra
A - 62 LSR B If0

B 62 15 LSR D If0
C - 15 LSR D If2
D 15 60 LSR E If2
E 60 - LSR E If0
Bảng 1.2. Bảng LIB hoàn chỉnh
Đối với E, hop kế tiếp là chính nó nên nó chuyển tiếp qua giao diện if0.
Khi nhãn đã được phân bố và các mục được cập nhật trong LFIB thì gói tin IP
thuộc FEC gắn với mạng <x.0.0.0, y.0.0.0> thì là nhãn độc quyền. Giả sử A nhận
được gói tin từ mạng không hỗ trợ MPLS thì với mạng là <x.0.0.0, y.0.0.0>. A xác
định gói tin này thuộc vào FEC và tra trong LFIB để có giá trị nhãn và giao diện đầu
ra. Nó thiết lập nhãn là 62, đóng gói nó như hình 1.3 và chuyển tiếp gói tin ra ngoài
qua giao diện if0. Khi LSR B nhận được gói tin nó sẽ tách nhãn và tra trong bảng
LFIB của B. Nhãn cũ bị thay thế bằng nhãn mới là 15 và gói tin này được chuyển tiếp
qua giao diện if0 của LSR B. LSR D làm giống như thế và thay thế nhãn đầu vào
Trịnh Quốc Thái – D06VT2 24
24
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về mạng
MPLS
thành 60 và chuyển qua giao diện if2. Cuối cùng E chuyển gói tin tới địa chỉ đích
trong mạng của nó.
1.3. Định tuyến cưỡng bức
Về cơ bản có thể định nghĩa định tuyến cưỡng bức như sau. Một mạng có thể
được biểu diễn đưới dạng sơ đồ theo V và E (V,E) trong đó V là tập hợp các nút mạng
và E là tập hợp các kết nối giữa các nút mạng. Mỗi kết nối sẽ có các đặc điểm riêng.
Đường kết nối giữa nút thứ nhất đến nút thứ hai trong cặp phải thoả mãn một số điều
kiện cưỡng bức. Tập hợp các điều kiện cưỡng bức này được coi là các đặc điểm của
các kênh và chỉ có nút đầu tiên trong cặp đóng vai trò khởi tạo đường kết nối mới biết
các đặc điểm này. Nhiệm vụ của định tuyến cưỡng bức là tính toán và xác định đường
kết nối từ nút này đến nút kia sao cho không vi phạm các điều kiện cưỡng bức và là
một phương án tối ưu theo một tiêu chí nào đó (số nút ít nhất hoặc đường ngắn nhất).

Khi đã xác định được một đường kết nối thì định tuyến cưỡng bức sẽ thực hiện việc
thiết lập, duy trì và truyền trạng thái kết nối dọc theo các kênh trên đường.
Điểm khác nhau chính giữa định tuyến IP truyền thống và định tuyến cưỡng
bức đó là: thuật toán định tuyến IP truyền thống chỉ tìm ra đường tối ưu ứng với một
tiêu chí (ví dụ như số nút nhỏ nhất), trong khi đó thuật toán định tuyến cưỡng bức vừa
tìm ra một đường tối ưu theo một tiêu chí nào đó đồng thời phương án đó phải không
vi phạm điều kiện cưỡng bức. Yêu cầu không vi phạm các điều kiện cưỡng bức là
điểm khác nhau cơ bản để phân biệt giữa định tuyến cưỡng bức và định tuyến thông
thường.
Một điều kiện cưỡng bức phải là điều kiện giúp tìm ra một đường có các tham
số hoạt động nhất định. Ví dụ như muốn tìm một đường với độ rộng băng tần khả
dụng nhỏ nhất. Trong trường hợp đó điều kiện cưỡng bức sẽ được đưa vào thuật toán
định tuyến để tìm đường và số liệu đầu vào ít nhất phải có là độ rộng băng tần khả
dụng của tất cả các kênh dọc theo đường. Đặc điểm của liên kết cần quan tâm ở đây là
độ rộng băng tần khả dụng.
Một điều kiện cưỡng bức khác có thể sử dụng chính sách. Ví dụ như một nhà
quản trị mạng muốn ngăn không cho một lưu lượng loại nào đó không được đi qua
một số kênh nhất định trong mạng, trong đó các kênh được xác định bởi các đặc điểm
cụ thể. Trong trường hợp đó điều kiện cưỡng bức sẽ được đưa vào thuật toán định
tuyến để xác định đường cho lưu lượng đó không được đi qua các kênh đã được loại
ra. Hoặc nhà quản trị mạng lại muốn một lưu lương loại nào đó chỉ được đi qua các
kênh nhất định trong mạng và các kênh cũng được xác định bằng các đặc điểm cụ thể.
Trịnh Quốc Thái – D06VT2 25
25