Chương 3: Tích hợp công nghệ MPLS trong mạng quang WDM pptx

Chương 3: Tích hợp công nghệ MPLS trong mạng quang WDM
3.1 Giao thức GMPLS
3.1
3.1.1 Các loại chuyển mạch quang
Băng thông khả dụng trong mạng chuyển mạch gói có thể ví như con đường, và
những chiếc xe chạy trên đường có thể như các gói tin được truyền đi trên mạng. Do
không có sự hạn chế về số lượng xe chạy trên đường nên nhiều xe có thể chạy trên
cùng một tuyến đường tại cùng một thời điểm. Khi số lượng xe lưu thông trên đường
tăng lên đồng nghĩa với việc có thể xảy ra đụng độ, tai nạn, tắt nghẽn trên đường.
Tương tự như vậy khi lưu lượng trên mạng tăng lên tỉnh trạng cũng xảy ra tương tự,
tốc độ truyền dữ liệu chậm và có thể xảy ra mất mát gói tin trên đường truyền. Trong
mạng quang, băng thông khả dụng có thể ví như các đường ray xe lửa. Các con tàu
được lập lịch và chạy một cách an toàn trên đường ray đến đích. Mỗi ga trên tuyến sẽ
thay đổi lộ trình tiếp theo của con tàu nếu cần thiết. Các hành khác và hàng hóa (dữ
liệu) sẽ được chuyên chở bởi các con tàu đến đích một cách an toàn mà không sợ bị
trễ giờ hay tắc nghẽn trên tuyến.
Trong mạng quang liên kết điểm-điểm giữa hai bộ chuyển mạch quang OXC
thường bao gồm một tập các sợi quang. Bộ chuyển mạch quang OXC có thể thực hiện
nhiều kiểu chuyển mạch khác nhau như: chuyển mạch sợi quang, chuyển mạch bước
sóng, chuyển mạch băng tần, chuyển mạch timeslots. Đơn vị dữ liệu đầu vào sẽ được
chuyển mạch sang giao diện ra tương ứng với kiểu và kích thước không đổi. Đặt
trưng chính của chuyển mạch quang là OXC thực hiện việc chuyển mạch một luồng
lớn dữ liệu như là một đơn vị và dựa trên các đại lượng như sợi quang, bước sóng…
mà không phân tích phần header của từng gói tin. Các loại chuyển mạch khác nhau
trong mạng quang sẽ được trình bày ở phần dưới đây.
3.1.1.1 Chuyển mạch sợi quang
Chuyển mạch sợi quang là kiểu chuyển mạch tự nhiên và cơ bản nhất của chuyển
mạch quang. OXC thực hiện việc chuyển mạch tất cả dữ liệu trên sợi quang vào sang
sợi quang tương ứng ở đầu ra.
3.1.1.2 Chuyển mạch bước sóng
Băng thông khả dụng trong sợi quang có thể được chia nhỏ bởi các bước sóng

khác nhau. Nghĩa là trên sợi quang cho phép truyền đồng thời nhiều tín hiệu quang
với các bước sóng khác nhau. OXC thực hiện việc chuyển mạch tín hiệu quang với
bước sóng A ở giao diện vào sang tín hiệu quang với bước sóng B với giao diện ra
tương ứng. Hạn chế của một số bộ chuyển mạch quang là chúng không có khả năng
chuyển đổi bước sóng.Tùy thuộc vào khả năng chuyển đổi bước sóng của OXC mà
tín hiệu vào và ra có thể có bước sóng giống nhau hoặc khác nhau. Chuyển mạch dựa
trên bước sóng khác với chuyển mạch trên sợi quang do hai tín hiệu quang trên một
1
Chương 3: Tích hợp công nghệ MPLS trong mạng quang WDM
sợi quang đầu vào, mỗi tín hiệu quang có thể được chuyển mạch sang hai sợi quang
khác nhau ở đầu ra.
3.1.1.3 Chuyển mạch băng tần
Chuyển mạch băng tần là dạng tổng quát của chuyển mạch bước sóng. Nếu băng
thông của sợi quang được chia nhỏ theo bước sóng, các bước sóng có thể được gộp lại
vơi nhau tạo thanh một nhóm. Bộ chuyển mạch quang thực hiện việc chuyển mạch
các bước sóng trong nhóm theo cùng một cách. Chuyển mạch theo băng tần mang lại
nhiều lợi ích như: gộp nhóm bước sóng giúp giảm thời gian xử lý so vơi xử lý từng
bước sóng riêng rẻ, giảm số lượng kênh quang và tín hiệu điều khiển.
3.1.1.4 Chuyển mạch ghép kênh chia thời gian
Băng thông của sợi quang có thể được chia nhỏ theo các timeslot. Trong mô hình
này, tín hiệu quang được xem như gồm nhiều khung dữ liệu tuần tự, mỗi timeslot cho
phép truyền một số khung nhất định và mỗi tín hiệu quang cần có một số timelot để
truyển hết tín hiệu quang. Các tín hiệu quang thay nhau truyền dữ liệu cho đến khi
việc truyền dữ liệu hoàn tất. Kích thước của mỗi khung và cấu trúc của khung phụ
thuộc vào tiêu chuẩn SONET và SDH.
3.1.2 Giới thiệu GMPLS
GMPLS là sự mở rộng và tổng quát hóa của công nghệ MPLS. Ngoài các kiểu
chuyển mạch được sử dụng trong MPLS, GMPLS còn hỗ trợ thêm nhiều kiểu chuyển
mạch khác. Phụ thuộc vào công nghệ sử dụng mà các kênh được thiết lập có thể mang
những tên khác nhau như: kênh SDH, kênh quang…, trong ngữ cảnh GMPLS các

kênh được tham chiếu dưới một tên chung là đường chuyển mạch nhãn LSP. Mỗi
LSP được thiết lập phải bắt đầu và kết thúc trên các giao diện cùng loại. GMPLS mở
rộng khái niệm LSP trong MPLS, hỗ trợ thiết lập nhiều loại đường chuyển mạch khác
nhau với cấu trúc phân cấp sử dụng chế độ đường hầm. Chế độ đường hầm được hiểu
đơn giản là ‘LSP trong LSP’ cho phép các đường LSP cùng kiểu hoặc các LSP khác
kiểu có thể lồng vào nhau. Các giao thức tín hiệu mở rộng CR-LDP, RSVP-TE điểu
khiển để thiết lập và bảo vệ đường chuyển mạch nhãn. Hình minh họa bên dưới thể
hiện cấu trúc phân cấp và các loại LSP trong GMPLS.
2
Chương 3: Tích hợp công nghệ MPLS trong mạng quang WDM
Hình 3.1 LSP và cấu trúc phân cấp
Như ta thấy trong hình minh họa 3.1 ở trên, cho phép thiết lập nhiều loại đường
LSP khác nhau tùy thuộc và công nghệ chuyển mạch được sử dụng. Các LSP này
lồng vào nhau: LSP chuyển mạch sợi quang ngoài cùng, kế đến là LSP chuyển mạch
bước sóng, LSP chuyển mạch ghép kênh theo thời gian, và trong cùng là LSP chuyển
mạch gói.
GMPLS không phải là một giao thức mà là một tập hợp các giao thức có liên quan
với nhau bao gồm các giao thức định tuyến mở rộng OSPF-TE, ISIS-TE, các giao
thức tín hiệu CR-LDP, RSVP-TE và giao thức quản lý liên kết LMP. Nó cung cấp
mảng điều khiển chung dựa trên cơ sở IP cho tất cả các lớp và hỗ trợ cho nhiệu loại
chuyển mạch khác nhau như: chuyển mạch gói tin, chuyển mạch ghép kênh theo thời
gian, chuyển mạch theo bước sóng, chuyển mạch sợi quang. Các giao thức định tuyến
như OSPF-TE, ISIS-TE được mở rộng từ các giao thức định tuyến truyền thống trong
mạng IP để có thể hoạt động trong mạng quang và cung cấp sự hỗ trợ kỹ thuật lưu
lượng. Chức năng của các giao thức này là trao đổi thông tin về topology, khám phá
tài nguyên mạng, và thực hiện chức năng định tuyến nội vùng. Các thuật toán định
tuyến được cải tiến sử dụng định tuyến cưỡng bức để tính toán đường đi của các
đường chuyển mạch nhãn LSP hỗ trợ kỹ thuật lưu lượng và tối ưu hóa tài nguyên
mạng, xác định đường phụ và thực hiện tái định tuyến trong trường hợp xảy ra sự cố.
Do GMPLS cho phép tín hiệu điều khiển ngoài băng, nghĩa là các tín hiệu điều khiển

và dữ liệu sử dụng hai kênh khác nhau. Do đó, bên cạnh việc tính toán đường đi cho
đuờng LSP, các giao thức định tuyến mở rộng cũng đồng thời phải xác định đường đi
cho các kênh tín hiệu điều khiển. Các giao thức tín hiệu trong MPLS, được mở rộng
thành CR-LSP, RSVP-TE hỗ trợ kỹ lưu lượng và thiết lập đường chuyển mạch nhãn
trong mạng quang. GMPLS không chỉ rõ giao thức tín hiệu cụ thể nào được sử dụng,
điều này do nhà sản xuất thiết bị quyết định. Hai giao thức này đưa thêm một số đối
tượng mới như Suggested Label và Upstream Label để rút ngắn thời gian thiết lập
LSP, cung cấp cho việc thiết lập đường chuyển mạch nhãn hai chiều. Nhiệm vụ chính
của các giao thức tín hiệu là thiết lập hay giải phóng đường chuyển mạch nhãn dựa
3
Chương 3: Tích hợp công nghệ MPLS trong mạng quang WDM
trên thông tin về đường đi do các giao thức định tuyến cung cấp. Các cải tiến cũng
được đưa ra trong phương thức báo hiệu lỗi để cung cấp sự phục hồi nhanh trong
trường hợp xảy ra sự cố trên đường chuyển mạch nhãn chính. GMPLS đồng thời đưa
ra giao thức mới LMP để quản lý các liên kết giữa hai nút lân cận. Do trong mạng
quang liên kết giữa giữa hai nút lân cận thường bao gồm một tập các sợi quang, giao
thức này hoạt động trên hai nút lân cận cung cấp các dịch vụ cho kết nối và thực hiện
việc cô lập lỗi. Các giao thức định tuyến, tín hiệu và LMP phối hợp với nhau cho
phép GMPLS thực hiện các chức năng như khám phá các nút lân cận, phân phối
thông tin liên kết, cung cấp việc quản lý topology, thiết lập và quản lý các kết nối
trong mạng quang cũng như trong mạng chuyển mạch gói, bảo vệ vào khôi phục
trong trường hợp xảy ra sự cố. Bằng việc thực hiện các chức năng trên GMPLS cho
phép thực hiện điều khiển tập trung, thiết lập kết nối tự động, cân bằng tải, cung cấp
băng thông cho dịch vụ, băng thông theo yêu cầu, và mạng riêg ảo quang.
Những điểm khác biệt của GMPLS so với MPLS.
+ Các cải tiến và mở rộng trong các giao thức tín hiệu và giao thức định tuyến
để hoạt động trong mạng quang và hỗ trợ kỹ thuật lưu lượng.
+ Sử dụng thành phần điều khiển thống nhất cho nhiều loại chuyển mạch.
+ GMPLS hỗ trợ nhiều kiểu chuyển mạch khác nhau như: chuyển mạch gói
tin, chuyển mạch timeslot, chuyển mạch bước sóng, chuyển mạch sởi

quang.
+ Khái niệm được chuyển mạch nhãn trong MPLS được mở rộng, GMPLS
cho phép thiết lập động nhiều loại đường chuyển mạch khác nhau và đưa ra
cấu trúc phân cấp sử dụng cơ chế đường hầm.
+ GMPLS đưa vào giao thức mới LMP quản lý liên kết giữa hai nút lận cận.
3.1.3 Vai trò của GMPLS trong tầng điều khiển
GMPLS cung cấp các chức năng sau cho tầng điều khiển:
3.1.3.1 Khám phá các nút liền kề
Để thực hiện việc quản lý mạng thì tất cả các thiết bị trên mạng phải được biết
như: bộ định tuyến, bộ chuyển mạch quang… GMPLS sử dụng giao thức mới
LMP để khám phá những thiết bị này và thỏa thuận các chức năng.
4
Chương 3: Tích hợp công nghệ MPLS trong mạng quang WDM
3.1.3.2 Lan truyền thông tin tình trạng liên kết
Nếu liên kết giữa hai nút bị lỗi hay có vấn đề xảy ra, các giao thức định tuyến
được sử dụng để lan truyền thông tin về các liên kết và topology của mạng. Trong
GMPLS hai giao thức định tuyến mở rộng OSPF-TE, ISIS-TE hỗ trợ chức năng này.
3.1.3.3 Quản lý trạng thái topology
Các giao thức định tuyến OSPF-TE, ISIS-TE được sử dụng để điều khiển và quản
lý tình trạng liên kết topology của mạng.
3.1.3.4 Quản lý kết nối
3.1.4 Mô hình tiến hóa của mạng thế hệ mới.
Hình 3.2 minh họa về sự tiến hóa của mạng với việc áp dụng công nghệ MPLS và
GMPLS.
5
Chương 3: Tích hợp công nghệ MPLS trong mạng quang WDM
Hình 3.2 Mô hình tiến hóa của mạng
3.1.5 Sự khác nhau giữa LSP trong MPLS và trong GMPLS
Một vài điểm khác nhau giữa đường chuyển mạch nhãn LSP trong MPLS và trong
GMPLS:

+ Thời gian thiết lập LSP trong GMPLS chậm hơn so với LSP tương ứng
trong MPLS do việc cập nhật thông tin tại mỗi LSR cần nhiều thời gian
hơn.
+ GMPLS cho phép thiết lập LSP hai chiều, MPLS muốn thiết lập LSP hai
chiều phải thiết lập hai đường LSP riêng biệt cho mỗi chiều.
+ Thời gian tồn tại đường LSP trong mạng quang lâu hơn trong MPLS.
+ GMPLS hỗ trợ nhiều loại nhiều loại đường chuyển mạch nhãn khác nhau,
MPLS chỉ cho phép thiết lập LSP để chuuyển tiếp gói tin và LSP để chuyển
tiếp các tế bào ở lớp 2 trong ATM.
+ MPLS sử dụng ngăn xếp nhãn để xây dựng đường hầm chuyển mạch nhãn,
trong GMPLS cho phép các đường LSP có thể lồng trong LSP khác loại tạo
nên đường hầm.
3.2 Nhãn trong mạng quang
3.2.1 Nhãn trong giao thức MPLS
Yêu cầu cơ bản trong mạng MPLS khi chuyển tiếp thông tin qua mạng là xác định
đường chuyển mạch nhãn giữa từ LSR biên vào đến LSR biên ra của mạng. Việc trao
đổi nhãn và thiết lập LSP do các giao thức phân phối nhãn thực hiện.
Như đã để cập trong phần trước, trong MPLS nhãn được gán cho gói tin và các
LSR dựa vào thông tin nhãn đính kèm với gói tin và thông duy trì tại mỗi nút làm cơ
sở để thực hiện việc chuyển tiếp gói tin đến nút tiếp theo. Nhưng cần phải lưu ý rằng
nhãn được đính kèm gói tin không cung cấp thông tin liên quan đến băng thông và
chất lượng dịch vụ của luồng dữ liệu dùng để chuyển tiếp gói tin. Các giao thức phân
6
Chương 3: Tích hợp công nghệ MPLS trong mạng quang WDM
phối nhãn hỗ trợ kỹ thuật lưu lượng được sử dụng như CR-LDP, RSVP kết hợp việc
phân phối nhãn với chất lượng dịch vụ và thoả thuận băng thông được sử dụng. Các
giao thức khác như LDP không hỗ trợ kỹ thuật lưu lượng chỉ sử dụng cho việc lan
truyền nhãn và thiết lập LSP.
3.2.2 Nhãn trong giao thức GMPLS
Giải pháp được áp dụng trong mạng GMPLS để hỗ trợ kỹ thuật lưu lượng đó là

nhãn sẽ được mở rộng để có khả năng nhận dạng được luồng dữ liệu. Ví dụ trong
mạng quang, băng thông của đường truyền được phân chia dựa trên bước sóng, và các
LSR đầu cuối đơn giản sẽ thỏa thuận bước sóng được sử dụng. GMPLS mở rộng nhãn
từ 32 bits thành một dãy các byte có độ dài tùy ý mang nhãn và thông tin liên quan.
3.2.2.1 Nhãn sợi quang
Trong mạng quang MPL nhiều sợi quang có thể được sử dụng trong liên kết giữa
các LSR. Hai LSRs trong liên kết có thể chọn một sợi quang nào đó trong nhóm để sử
dụng. Giá trị nhãn được trong trường hợp này là chỉ số của sợi quang sử dụng trong
nhóm. Gia trị hay chỉ số cổng này chỉ mạng ý nghĩa cục bộ giữa hai LSR trong liên
kết. Trong trường hợp việc đánh số không đồng nhất giữa hai đầu liên kết, giao thức
quản lý liên kết (LMP-Link Management Protocol) được sử dụng để trao đổi và thiết
lập sự tương quan gia trị số đựơc sử dụng trong liên kết.
3.2.2.2 Nhãn bước sóng
Khi băng thông trong sợi quang được chia nhỏ bởi kỹ thuật ghép kênh chia bước
sóng (WDM Wavelength Division Multiplexing). Hai bộ định tuyến chuyển mạch
quang trong liên có thể đồng ý với nhau bước sóng được sử dụng. Trong trường hợp
giá trị nhãn được sử dụng là bước sóng được dùng để trao đổi dữ liệu.
3.2.2.3 Nhãn băng tần
Các bước sóng liên tiếp nhau có thể được nhóm lại với nhau tạo thành băng tần.
Khi đó băng tần này sẽ được chuyển mạch theo cùng một cách. Nhãn được sử dụng
trong trường hợp này là ID định danh cho băng tần và cặp số xác định phạm vi bước
sóng mà băng tần sử dụng.
3.2.2.4 Nhãn timeslot
Khi băng thông của sơi quang được chia nhỏ theo các timeslot bởi kỹ thuật ghép
kênh chia thời gian. Bộ chuyển mạch quang có thể cấp phát một hoặc nhiêu timeslot
cho luông dữ liệu yêu cầu. Do đó nhãn timeslot chỉ rõ số lượng timeslot được cấp
phát để truyền dữ liệu. Nhãn timeslot phụ thuộc vào chuẩn được sử dụng, ví dự như
SONET hoặc SDH.
7
Chương 3: Tích hợp công nghệ MPLS trong mạng quang WDM

3.2.3 Yêu cầu và đáp ứng nhãn trong mạng quang
Phương thức yêu cầu và đáp ứng nhãn trong mạng quang không khác mấy so với
trong mạng MPLS truyền thống sử dụng chế độ phân phối nhãn theo yêu cầu, được
thực hiện qua các bước sau:
 LSR ngược dòng gửi bản tin yêu cầu đến LSR xuôi dòng sử dụng bản tin Path
trong giao thức RSVP-TE, hoặc bản tin Label Request đối với giao thức CR-
LDP. Bản tin yêu cầu này gửi đến LSR xuôi dòng bao gồm đầy đủ các thông
tin như băng thông yêu cầu và chất lượng dịch vụ để LSR xuôi có thể lựa chọn
nhãn thích hợp đáp ứng yêu cầu. Ngoài các thông tin trên trong bản tin yêu cầu
phải chỉ định rõ loại nhãn được yêu cầu.
 LSR xuôi dòng nhận được yêu cầu, căn cứ vào thông tin trong bản tin yêu cầu
để cấp phát gia trị nhãn phù hợp.
 LSR xuôi dòng gửi thông điệp trả lời yêu cầu cho LSR ngược dòng sử dụng
bản tin Resv trong RSVP-TE, hoặc bản tin Label Mapping đối với giao thức
CR-LDP để thông báo nhãn được chọn đến LSR ngược dòng.
3.2.4 Ràng buộc lựa chọn nhãn
Như đã đề cập trong phần MPLS, đường chuyển mạch nhãn LSP được thiết lập để
chuyển tiếp gói tin xuyên qua mạng MPLS, và việc phân phối thông tin liên kết nhãn
để thiết lập LSP do các giao thức tin hiệu thực hiện. Hai LSR trong liên kết cần thông
nhất với nhau về nhãn sử dụng để chuyển tiếp thông tin. Trong MPLS , do nhãn chỉ
đơn giản là các giá trị số nên thường được chọn bởi LSR xuôi dòng trong liên kết, sau
đó phân phối thông tin đến LSR ngược dòng. Trong GMPLS, cho phép thiết lập nhiều
loại đường chuyển mạch nhãn khác nhau với các ràng buộc nhất định về nhãn sử
dụng trên các liên kết, và nhãn có liên quan trực tiếp đến tài nguyên mạng được sử
dụng, thì việc gán nhãn theo cách trên có thể xảy ra xung đột trong quá trình thiết lập
đường chuyển mạch nhãn. Nên việc lựa chọn nhãn cho liên kết để thiết lập LSP trong
GMPLS cần phải kèm theo các điều kiện ràng buộc. Ví dụ, mạng quang chuyển mạch
kênh dựa trên buớc sóng mà các nút mạng không có khả năng chuyển đổi bước sóng,
do đó yêu cầu mọi liên kết trên kênh quang phải sử dụng một bước sóng và nếu hai
kênh quang có chung một liên kết phải sử dụng bước sóng khác nhau. Với ràng buộc

trên yêu cầu các nhãn sử dụng trên mọi liên kết của LSP phải có cùng bước sóng và
hai LSP đi qua một liên kết phải sử dụng nhãn có bước sóng khác nhau.
Trong hình minh họa 3.3 ở bên dưới cho ta thấy hai đường chuyển mạch nhãn đã
được thiết lập trong mạng quang, và các bộ chuyển mạch không có khả năng chuyển
đổi bước sóng. Đường chuyển mạch nhãn màu xanh nước biển được thiết lập từ A
đến F qua B, D và E, còn đường LSP màu đỏ xuất phát từ C qua D và E đến G. Màu
sắc được sử dụng tượng trưng cho bước sóng được sử dụng trên LSP, không có xung
đột nào xảy ra trên liên kết giữa D và E do mỗi đường chuyển mạch nhãn sử dụng
một bước sóng khác nhau trên liên kết giữa D và E.
8
Chương 3: Tích hợp công nghệ MPLS trong mạng quang WDM
Hình 3.3 Xung đột lựa chọn nhãn.
Tuy nhiên vấn đề xảy ra khi LSR C cần thiết lập một đường chuyển mạch nhãn mới
xuất phát từ C đi qua D và E và kết thức tại G. Do G là LSR biên ra, G chịu trách nhiệm
xác định bước sóng được sử dụng trong đường chuyển mạch nhãn mới này (đây là cách
xử lý thông thường trong việc cấp phát nhãn), và G có thể chọn bước sóng màu xanh
nước biển. Vì bước sóng màu xanh nước biển đã đươc sử dụng trong liên kết giữa D và
E nên việc thiết lập LSP mới không thành công. Nếu sự lựa chọn bước sóng được thực
hiện bởi C thì vấn đề tương tự cũng có thể xảy ra. Do vậy, cần phải có những điều
kiện ràng buộc nhất định để đảm bảo nhãn được lựa chọn là khả dụng trên liên kết.
Điều kiện ràng buộc được gửi kèm với thông điệp yêu cầu, và LSR xuôi dòng chỉ
được lựa chọn nhãn thảo mãn yêu cầu hoặc việc chọn nhãn thất bại. Đối tượng tập
nhãn được sử dụng như là điều kiện ràng buộc trong thông điệp yêu cầu gửi đến LSR
xuôi dòng. Phần bên dưới sẽ nói rõ hơn về đối tượng này.
3.2.4.1 Tập nhãn
Để giải quyết vấn đề lựa chọn nhãn ở trên GMPLS đưa ra khái niệm mới là tập
nhãn (Label Set). Đối tượng này được sử dụng làm điểu kiện ràng buộc trong việc
chọn nhãn của LSR xuôi dòng. LSR ngược dòng (upstream) bao gồm cả tập nhãn khi
gửi yêu cầu cấp phát nhãn đến LSR xuôi dòng (downstream). LSR xuôi dòng chỉ
được lựa chọn một nhãn nào đó trong tập nhãn để sử dụng trong liên kết, hoặc ngược

lại việc thiết lập LSP thất bại. Khái niệm tập nhãn đưa ra mang lại lợi ích trong một số
trường hợp, ví dụ như:
+ Các LSR trong mạng không có khả năng chuyển đổi bước sóng như trong
ví dụ minh họa ở trên.
+ Các LSR chỉ có khả năng truyền và nhận tín hiệu quang với một tập nhỏ
các bước sóng cho trước đến các nút lân cận.
+ Thích hợp cho LSR không có khả năng chuyển đổi một lượng lớn các bước
sóng, làm giảm sai lệch tín hiệu quang do chuyển đổi bước sóng.
9
Chương 3: Tích hợp công nghệ MPLS trong mạng quang WDM
Tập nhãn được xây dựng bao gồm một tập tất cả các nhãn khả dụng và/hoặc danh
sách hoặc phạm vi nhãn không hợp lệ. Nếu tập nhãn khả dụng không được chỉ ra một
cách rõ ràng, LSR có thể lựa chọn một nhãn bất kỳ ngoài trừ các nhãn không hợp lệ.
Nếu tập nhãn không được gửi cùng với thông điệp yêu cầu nhãn thì LSR xuôi dòng có
thể lựa chọn một nhãn bất kỳ.
Tập nhãn truyền cùng với thông điệp yêu cầu nhãn đến LSR xuôi dòng, mỗi LSR
khi nhận được tập nhãn có thể tạo ra tập nhãn mới để gửi đến nút tiếp theo dựa vào
khả năng phần cứng và tập nhãn đến. Ví dụ, đối với các LSR không có khả năng
chuyển đổi bước sóng, thì nó chỉ việc chuyển tiếp tập nhãn đến nút tiếp theo nhưng
loại trừ các nhãn không hợp lệ trong tập nhãn đến. Ngược lại đối với các LSR có khả
năng chuyển đổi mọi bước sóng trong tập nhãn đến có thể lựa chọn không gửi tập
nhãn trong thông điệp yêu cầu đến LSR xuôi dòng. Điều đó chỉ ra rằng mọi nhãn
được lựa chọn bởi LSR xuôi dòng đều được chấp nhận bởi LSR ngược dòng trong
liên kết.
Trở lại ví dụ minh hoạ trong hình 3.3. Giả sử rằng LSR C chỉ có khả năng truyền
đến D các bước sóng nằm trong khoảng R. Tập nhãn do C gửi đến D với nội dung
‘mọi bước sóng trong khoảng R ngoại trừ bước sóng màu đỏ’. D sửa đổi tập nhãn và
gửi đến E với nội dung ‘mọi bước sóng trong khoảng R ngoại trừ bước sóng màu đỏ
và xanh nước biển’. LSR E không thay đổi tập nhãn đến và chuyển tiếp tập nhãn này
đến G, G dựa vào tập nhãn lựa chọn bươc sóng bất kỳ trong khoảng R ngoại trừ màu

đỏ và xanh nước biển. Bước sóng do G lựa chọn được chấp nhận trên mọi liên kết
trên đường chuyển mạch nhãn. Nhưng cần chú ý rằng sự lựa chọn trên vẫn có thể xảy
ra xung đột. Giả sử rằng G lựa chọn bước sóng màu xanh là cây, trong khi LSR D chờ
đợi trả lời bước sóng được sử dụng từ E, một đường chuyển mạch nhãn khác B-D-C
được thiết lập sử dụng bước sóng màu xanh lá cây do đó sẽ xảy ra xung đột trong liên
kết giữa A và D. Vấn đề trên có thể được giải quyết theo cách dưới đây bằng cách sử
dụng yêu cầu nhãn (Suggested Labels). Suggested Label sẽ được nói rõ hơn trong
phần 3.6 của khóa luận này.
3.2.4.2 Điều khiển nhãn hiện
Cùng với việc đưa ra khái niệm về tập nhãn, GMPLS cũng đồng thời giới thiệu
điều khiển nhãn hiện. Việc này nâng cao khái niệm định tuyến hiện trong MPLS bằng
cách cho phép LSR biên vào chỉ định nhãn được sử dụng cho một, một vài hoặc toàn
bộ các liên kết định tuyến hiện. Các nhãn được chỉ định bởi LSR biên vào như là một
phần của định tuyến hiện. Và tại mỗi LSR trên đường chuyển mạch nhãn, nhãn được
chỉ định cho nút tiếp theo được sử dụng để xây dựng tập nhãn và chuyển đến nút kế
tiếp. LSR nhận tập nhãn, lựa chọn nhãn được chỉ định trong tập nhãn để sử dụng cho
liên kết.
10
Chương 3: Tích hợp công nghệ MPLS trong mạng quang WDM
3.3 Giao thức quản lý liên kết LMP.
3.4 Kỹ thuật đường chuyển mạch nhãn hai chiều.
3.4.1 Đường chuyển mạch nhãn hai chiều.
Đường chuyển mạch nhãn xuyên qua mạng quang thường là hai chiều, nghĩa là
đường LSP được thiết lập có khả năng truyền dữ liệu theo cả hai hướng. Trong MPLS
không hỗ trợ việc thiết lập đường chuyển mạch nhãn hai chiều. Do đó để có thể trao
đổi dữ liệu theo hai chiều giữa hai đầu cuối cần phải thiết lập hai LSP, mỗi LSP cho
một hướng, và do đó cần sự phối hợp giữa hai đầu cuối. Để có thể thiết lập được kết
nối hai chiều, mỗi đầu cuối của kết nối gửi thông điệp yêu cầu đến đầu cuối kia để
thiết lập đường LSP, và có thể xảy ra trường hợp LSP hai chiều sử dụng hai LSP theo
hai đường khác nhau. Việc thiết lập kết nối hai chiều theo cách này tồn tại nhiều hạn

chế như: kết nối hai chiều sử dụng hai LSP theo hai đường khác nhau, trao đổi nhiều
thông điệp tín hiệu vì mỗi LSP thiết lập cần trao đổi các thông điệp yêu cầu và trả lời
đi qua mọi LSR trên LSP để hoàn tất việc thiết lập LSP. Vấn đề đặt ra là làm sao để
kết nối hai chiều giữa hai đầu cuối sử dụng chung một đường LSP ?. Vấn đề này được
giải quyết trong GMPLS bằng cách đưa vào hai đối tượng mới là Suggested Label và
Upstream Label. Hai đối tượng này được gửi kèm với thông điệp tín hiệu yêu cầu
thiết lập LSP để thiết lập đường chuyển mạch nhãn LSP hai chiều. Do việc LSP hai
chiều được thiết lập chỉ sử dụng một thông báo đơn, từ đó làm giảm thời gian thiết lập
LSP.
 Đối tượng Suggested Label
Suggested Label thực chất là một đối tượng được gửi kèm với thông điệp yêu
cầu thiết lập. Sử dụng đối tượng này làm giảm thời gian cần thiết để thiết lập
LSP. Hoạt động của nó có thể mô tả như sau: LSR gửi yêu cầu lựa chọn một
nhãn mà nó tin rằng nhãn này có thể sẽ thích hợp để sử dụng trên liên kết giữa
nó và LSR lân cận phía trước. LSR gửi cập nhật thông tin và gửi thông điệp
yêu cầu cùng với Suggested Label đến LSR lân cân phía trước. Khi nhận được
yêu cầu LSR xuôi dòng sẽ gửi bản tin trả lời yêu cầu, bản tin này chứa nhãn sử
dụng trong liên kết. Nếu nhãn trả lời và nhãn yêu cầu giống nhau thì LSR phía
gửi không cần phải cập nhật lại thông tin, ngược lại nó phải cập nhật lại thông
tin về nhãn được sử dụng trong liên kết. Hình minh họa bên dưới xem xét việc
sử dụng đối tượng này trong yêu cầu thiết lập LSP. Giao thức RSVP-TE được
sử dụng để minh họa việc thiết lập LSP.
11
Chương 3: Tích hợp công nghệ MPLS trong mạng quang WDM
Hình 3.4 Thiết lập LSP sử dụng Suggessted Label
+ X gửi bản tin Path chứa đối tượng Suggested Label đến Y yêu cầu sử dụng
nhãn (λa) trong liên kết giữa X và Y.
+ Khi nhận được bản tin Path, Y chọn một nhãn (λd) để sử dụng trong liên kết
giữa X và Y nhưng chưa gửi bản tin trả lời Resv. Nhãn λd có thể giống hoặc
khác nhãn λa. Đồng thời Y cũng lựa chọn một nhãn λb. Nhãn λb được sử dụng

làm Suggested Label trong bản tin Path gửi đến Z. Y thực hiện tạo mới thông
tin liên kết (λd xλb) trước khi gửi bản tin Path đến Z.
+ Khi Z nhận được bản tin yêu cầu tự Y, Z lựa chọn nhãn λc , cập nhật thông tin
liên kết và gửi bản tin Resv để trả yêu cầu. Nhãn λc được chọn bới Z có thể
giống hoặc khác với nhãn λb do X yêu cầu.
+ Khi Y nhận được bản tin Resv trả lời từ Z cho biết nhãn λc được sử dụng trong
liên kết giữa Y và Z. Nhãn trả lời λc có thể giống hoặc với nhãn yêu cầu λb.
Nếu nhãn yêu cầu λb khác với nhãn trả lời λc (λc # λb) thì Y phải sửa đổi lại
thông tin chuyển tiếp (λd X λb) thành (λd X λc). Ngược lại nếu (λc = λb) thì Y
không thay đổi thông tin chuyển tiếp (λd xλb) ban đầu. Sau đó Y gửi bản tin trả
lời Resv đến X.
+ Khi X nhận được bản tin trả lời từ Y, cho biết nhãn sử dụng trong liên kết là λd
nó thực hiện cập nhật lại thông tin.
Chú ý rằng nếu không có lỗi xảy ra và các nút không có khả năng chuyển đổi bước
sóng thì nhãn λa yêu cầu bởi X được sử dụng trong mọi thông điệp, nghĩa là nhãn λa
được sử dụng trong các thông điệp Path và Resv. Do đó các liên kết giữa X-Y và Y-X
điều sử dụng nhãn λa (λa = λb = λc = λd).
 Đối tượng Upstream Label
Cùng với việc giới thiệu đối tượng Suggessted Label trong yêu cầu thiết lập LSP
nhằm rút ngắn thời gian thiết lập LSP. GMPLS đồng thời giới thiệu thêm một đối
tượng mới là Upstream Label trong thông điệp yêu cầu để hoàn thành việc thiết lập
LSP hai chiều. Đối tượng này cho phép LSR ‘ngược dòng’ thông báo nhãn được sử
12
Chương 3: Tích hợp công nghệ MPLS trong mạng quang WDM
dụng trong liên kết đến LSR ‘xuôi dòng’ liền kề. Sử dụng đối tượng Upstream Label
cho phép thiết lập LSP để chuyển tiếp dữ liệu theo chiều ngược với thông điệp yêu
cầu. Kết hợp hai đối tượng Suggested Label và Upstream Label trong thông điệp yêu
cầu cho phép thiết lập LSP hai chiều chỉ sử dụng một thông báo đơn. Hình vẽ bên
dưới minh họa việc trao đổi thông tin tín hiệu tại một LSR để thiết lập LSP.
Hình 3.5 Thiết lập LSP hai chiều

Trong hình minh họa ở trên sử dụng giao thức tín hiệu RSVP-TE để thiết lập LSP.
Như ta biết giao thức này sử dụng bản tin Path để gửi yêu cầu và bản tín Resv để trả
lời yêu cầu.
• A gửi bản tin Path đến B, bản tin này chứa hai đối tượng là Suggested
Label = λa và Upstream Label = λx. Suggested Label sử dụng để thiết lập
LSP theo chiều từ A đến C, đối tượng này được xử lý tương tự như ví dụ
trên để thiết lập LSP theo chiều từ A đến C. Còn đối tượng Upstream Label
được sử dụng để thiết lập LSP theo chiều ngược lại từ C đến A. Upstream
Label thông báo đến B nhãn λx được sử dụng để tuyền dữ liệu từ B đến A
là.
• Khi B nhận được bản tin Path, nếu nhãn λx không thể sử dụng trên liên kết
B-A để truyền dữ liệu từ B đến A. B hủy bỏ thông điệp Path và thông điệp
PathErr đến A. Trong trường hợp này PathErr có thể bao gồm đối tượng
Acceptable Label Set để thông báo đến A tập các nhãn B có thể chấp nhận.
A gửi lại bản tin Path đến B với nhãn Suggested Label được chọn từ
Acceptable Label Set hoặc A thông báo việc thiết lập LSP không thành
công.
• Nếu nhãn λx trong Upstream Label được chấp nhận bởi B. B lựa chọn một
nhãn λy , nhãn này được sử dụng làm Upstream Label trong bản tin Path
gửi đến C. Nếu B không có khả năng chuyển đổi bước sóng thì λx và λy là
giống nhau.
• Khi C nhận được bản tin Path được gửi từ B, nếu C chấp nhận nhãn λy cập
nhật thông tin thì việc thiết lập LSP theo chiều từ C đến A hoàn tất, và lúc
13
Chương 3: Tích hợp công nghệ MPLS trong mạng quang WDM
này C có thể truyền dữ liệu theo chiều từ C đến A. Nhưng việc thiết lập
LSP chiều từ A đến C vẫn chưa hoàn tất cho đến khi A nhận được bản tin
Resv. Lúc này việc thiết lập LSP hai chiều hòan thành và dữ liệu có thể
truyền từ A đến C và ngược lại.
14