Kỹ thuật lưu lượng trong mpls

Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong MPLS. Lời nói đầu.
GVHD: Ths.Hoàng Trọng Minh. - i - Phạm Đức Hòa - A10121
Lời nói đầu
o0o

Sự phát triển nhanh chóng các dịch vụ IP và sự bùng bổ Internet đã dẫn đến một
loạt sự thay đổi trong nhận thức kinh doanh của các nhà khai thác. Giao thức IP
thống trị toàn bộ các giao thức lớp mạng, hệ quả là tất cả các xu hướng phát triển
công nghệ lớp dưới đều hỗ trợ cho IP. Nhu cầu thị trường cấp bách cho mạng tốc
độ cao với chi phí thấp là cơ sở cho một loạt các công nghệ mới ra đời, trong đó có
MPLS.
Trong khoảng thời gian gần đây, công nghệ MPLS đã chứng minh được tính
ứng dụng thực tiễn các tính năng vượt trội của nó so với các công nghệ chuyển
mạch truyền thống khác như ATM. Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS là một
công nghệ chuyển mạch nhãn định hướng kết nối cung cấp các khả năng mới trong
các mạng IP, trong khi khả năng điều khiển lưu lượng được đề cập đến bằng cách
cho phép thực hiện các cơ chế điều khiển lưu lượng một cách tinh xảo. MPLS
không thay thế cho định tuyến IP, nhưng nó sẽ hoạt động song song với các
phương pháp định tuyến khác nhằm mục đích cung cấp tốc độ dữ liệu cao giữa các
bộ định tuyến chuyển mạch nhãn LSP đồng thời với việc hạn chế băng tần của các
luồng lưu lượng với các yêu cầu chất lượng dich vụ QoS khác nhau.
Một trong những ưu điểm lớn nhất của công nghệ MPLS là khả năng thực hiện
kỹ thuật lưu lượng. Đây cũng là đối tượng tìm hiểu chính của chuyên đề tốt nghiệp
này .
Chuyên đề tốt nghiệp có 3 chương với các nội dung chính như sau:
• Chương I - Chuyển mạch nhãn đa giao thức : Giới thiệu tổng quát về
công nghệ MPLS, các khái niệm cơ bản, cơ chế hoạt động chung của
MPLS. Xây dựng một cái nhìn tổng quát về mô hình MPLS.
• Chương II - Định tuyến và báo hiệu MPLS : Trình bầy các kỹ thuật định
tuyến được hỗ trợ bởi MPLS, các chế độ báo hiệu và một số giao thức phân
phối nhãn của MPLS.

• Chương III - Kỹ thuật lưu lượng trong MPLS : Trình bầy các khái niệm
và mục tiêu của kỹ thuật lưu lượng, khả năng và các cơ chế thực hiện kỹ
thuật lưu lượng của MPLS. Các vấn đề trong bảo vệ khôi phục đường - một
trong những nhiệm vụ của kỹ thuật lưu lượng cũng được trình bầy trong
chương này.

Kỹ thuật lưu lượng là một kỹ thuật tương đối khó, việc tìm hiểu về các vấn đề
của kỹ thuật lưu lượng đòi hỏi phải có kiến thức sâu rộng và lâu dài. Do vậy,
Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong MPLS. Lời nói đầu.
GVHD: Ths.Hoàng Trọng Minh. - ii - Phạm Đức Hòa - A10121
chuyên đề tốt nghiệp không tránh khỏi những sai sót. Rất mong nhận được sự phê
bình, ý kiến đánh giá và góp ý của thầy cô và các bạn.
Xin gửi lời cảm ơn trân thành tới Thầy giáo Hoàng Trọng Minh, người đã tận
tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình làm chuyên đề tốt nghiệp này.
Xin trân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Viễn thông đã giúp tôi trong
thời gian qua.
Xin cảm ơn tới gia đình, bạn bè và người thân - những người giúp đỡ, động
viên trong suốt quá trình học tập.

Hà Nội, ngày tháng năm 2010.
Sinh viên



Phạm Đức Hòa.

Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong MPLS. Mục lục.
GVHD: Ths.Hoàng Trọng Minh. - iii - Phạm Đức Hòa - A10121
MỤC LỤC.
Các thuật ngữ viết tắt vii
Danh mục hình vẽ ix
Danh mục bảng x
CHƯƠNG I CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC 1
1.1 TỔNG QUAN 1
1.2 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG MPLS 2
1.2.1 Miền MPLS 2
1.2.2 Đường chuyển mạch nhãn LSP (Label Switch Path) 2
1.2.3 Lớp chuyển tiếp tương đương (FEC) 3
1.2.4 Nhãn và stack nhãn 3
1.2.5 Hoán đổi nhãn (Label Swapping) 4

1.2.6 Chuyển gói qua miền MPLS 4
1.3 MÃ HÓA NHÃN VÀ CÁC CHẾ ĐỘ ĐÓNG GÓI NHÃN 5
1.3.1 Mã hóa stack nhãn 5
1.3.2 Các chế độ đóng gói trong MPLS 5
1.4 CẤU TRÚC NÚT MPLS 7
1.5 HOẠT ĐỘNG CHUYỂN TIẾP TRONG MPLS 8
1.5.1 Quá trình hình thành cơ sở dữ liệu 8
1.5.2 Quá trình hình thành bảng định tuyến 9
1.5.3 Gán nhãn Local cho desIP tương ứng 9
1.5.4 Thiết lập bảng LIB và LFIB 9
1.5.5 Quảng bá nhãn nội bộ-local cho toàn mạng 10
1.5.6 Cập nhật thông tin quảng bá 11
1.5.7 PHP 12
1.5.8 Xử lý thông tin quảng bá 13
1.5.9 Hình thành bảng LFIB trong toàn mạng 14
1.5.10 Hội tụ gói tin qua mạng MPLS 15
1.6 TỔNG KẾT 15
CHƯƠNG II : ĐỊNH TUYẾN VÀ BÁO HIỆU MPLS 17
2.1 ĐỊNH TUYẾN TRONG MPLS 17
2.1.1 Định tuyến từng chặng ( Hop - by - Hop ) 17
2.1.2 Định tuyến ràng buộc (Constrain – based Routing) 17
2.1.3 Định tuyến tường minh (Explicit Routing) 18
2.2 CHẾ ĐỘ BÁO HIỆU MPLS 19
2.2.1 Chế độ phân phối nhãn 19
2.2.1.a Phân phối không cần yêu cầu 19
2.2.1.b Phân phối theo yêu cầu 19
2.2.2 Chế độ duy trì nhãn 19
Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong MPLS. Mục lục.
GVHD: Ths.Hoàng Trọng Minh. - iv - Phạm Đức Hòa - A10121
2.2.2.a Duy trì nhãn tự do 19

2.2.2.b Duy trì nhãn bảo thủ 20
2.2.3 Chế độ điều khiển LSP 20
2.2.3.a Điều khiển độc lập (Independent Control) 20
2.2.3.b Điều khiển tuần tự (Odered Control) 21
2.3 GIAO THỨC LDP (Label Distribution Protocol) 21
2.3.1 Hoạt động của LDP 22
2.3.2 Cấu trúc bản tin LDP 23
2.3.2.a LDP-PDU 23
2.3.2.b Định dạng bản tin LDP 23
2.3.3 Các bản tin LDP 24
2.3.4 LDP điều khiển độc lập và phân phối theo yêu cầu 25
2.4 GIAO THỨC CR-LDP (Contrain-based Routing LDP) 26
2.4.1 Mở rộng cho định tuyến ràng buộc 26
2.4.2 Thiết lập một CR-LSP (Constrain-based Routing LSP) 27
2.4.3 Tiến trình dự trữ tài nguyên 28
2.5 GIAO THỨC DỰ TRỮ TÀI NGUYÊN RSVP - TE 29
2.5.1 Các bản tin thiết lập dự trữ RSVP 30
2.5.2 Các bản tin Tear Down, Error và Hello của RSVP - TE 31
2.5.3 Thiết lập tuyến tường minh điều khiển tuần tự theo yêu cầu 31
2.5.4 Cơ chế “Make-before-break” 33
2.5.5 Giảm lượng overhead làm tươi RSVP 35
2.6 GIAO THỨC BGP (Bored Gateway Protocol) 35
2.6.1 Giao thức BGP 35
2.6.2 Kết nối MPLS qua nhiều nhà cung cấp dịch vụ 36
2.7 KHÁI NIỆM DỊCH VỤ TÍCH HỢP VÀ DỊCH VỤ PHÂN BIỆT 37
2.7.1 Khái niệm dịch vụ tích hợp (Intserv) 37
2.7.2 Khái niệm dịch vụ phân biệt (Diffserv) 38
2.8 TỔNG KẾT 39
CHƯƠNG III : KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG TRONG MPLS 40
3.1 KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG (Traffic Engineer) 40

3.1.1 Các mục tiêu triển khai kỹ thuật lưu lượng 40
3.1.1.a Phân loại 40
3.1.1.b Bài toán nghẽn 40
3.1.2 Hàng đợi lưu lượng 40
3.1.2.a Hàng đợi FIFO (First - In , First - Out) 40
3.1.2.b Hàng đợi PQ (Priority Queuing) 41
3.1.2.c Hàng đợi WFQ (Weighted Fair Queuing) 41
3.1.3 Giải thuật thùng rò và thùng Token 42
3.1.3.a Giải thuật thùng rò (Leaky Bucket) 42
Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong MPLS. Mục lục.
GVHD: Ths.Hoàng Trọng Minh. - v - Phạm Đức Hòa - A10121
3.1.3.b Giải thuật thùng Token (Token Bucket) 42
3.1.4 Giải pháp mô hình chồng phủ (Overlay Model) 43
3.2 MPLS VÀ KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG 44
3.2.1 Khái niệm trung kế lưu lượng (Traffic Trunk) 44
3.2.2 Đồ hình nghiệm suy (Induced Graph) 45
3.2.3 Bài toán cơ bản của kỹ thuật lưu lượng 45
3.3 TRUNG KẾ LƯU LƯỢNG VÀ CÁC THUỘC TÍNH 46
3.3.1 Các hoạt động cở bản trên trung kế lưu lượng 46
3.3.2 Thuộc tính tham số lưu lượng (Traffic Parameter) 46
3.3.3 Thuộc tính lựa chọn và quản lý đường 47
3.3.3.a Đường tường minh đặc tả quản trị 47
3.3.3.b Phân cấp các luật ưu tiên cho đa đường 47
3.3.3.c Thuộc tính tương đồng lớp tài nguyên (Resource Class
Af f ini t y) . . . . . . . . . . . . . . . . 4 7
3.3.3.d Thuộc tính thích ứng (Adaptivity) 47
3.3.3.e Phân phối tải qua nhiều trung kế song song 47
3.3.4 Thuộc tính ưu tiên / lấn chiếm (Priority / Preemption) 48
3.3.5 Thuộc tính đàn hồi (Resilience) 48
3.3.6 Thuộc tính khống chế (Policing) 48

3.4 CÁC THUỘC TÍNH TÀI NGUYÊN 49
3.4.1 Bộ nhân cấp phát cực đại (maximum allocation multiplier) 49
3.4.2 Lớp tài nguyên (Resource - Class) 49
3.4.3 Metric TE 49
3.5 TÍNH TOÁN ĐƯỜNG RÀNG BUỘC 50
3.5.1 Quảng bá các thuộc tính của link 50
3.5.2 Giao thức định tuyến Link-State 50
3.5.3 Tính toán LSP ràng buộc (CR-LSP) 51
3.5.4 Giải thuật chọn đường 51
3.5.5 Ví dụ về chọn đường cho trung kế lưu lượng 52
3.5.6 Tái tối ưu hóa (Re - optimization) 54
3.6 BẢO VỆ VÀ KHÔI PHỤC ĐƯỜNG 55
3.6.1 Phân loại các cơ chế bảo vệ khôi phục 56
3.6.1.a Sửa chữa toàn cục và sửa chữa cục bộ 56
3.6.1.b Tái định tuyến và chuyển mạch bảo vệ 56
3.6.2 Mô hình Makam (Bảo vệ toàn cục) 56
3.6.3 Mô hình Haskin (Reverse Backup) 57
3.6.4 Mô hình Hundessa 58
3.6.5 Mô hình Shortest-Dynamic 58
3.6.6 Mô hình Simple-Dynamic 60
3.6.7 Mô hình Simple-Static 60
Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong MPLS. Mục lục.
GVHD: Ths.Hoàng Trọng Minh. - vi - Phạm Đức Hòa - A10121
3.7 TỔNG KẾT 61
TỔNG KẾT 62
TÀI LIỆU THAM KHẢO 63

Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong MPLS. Các thuật ngữ viết tắt
GVHD: Ths.Hoàng Trọng Minh. - vii - Phạm Đức Hòa - A10121
Các thuật ngữ viết tắt.
Từ viết tắt Giải nghĩa tiếng Anh Giải nghĩa tiếng Việt
AS Autonomous System Hệ tự trị
ATM Asynchronous Transfer
Mode
Phương thức truyền dẫn
không đồng bộ
BGP Border Gateway Protocol Giao thức cổng biên
CR Constrain-based Routing Định tuyến cưỡng bức
ER Explicit Route Định tuyến hiện
ERB Explicit Route-information
Base
Bảng thông tin cơ sở định
tuyến hiện
ERO Explicit Route Object Đối tượng định tuyến hiện
FEC Forwarding Equivalence
Class
Lớp chuyển tiếp tương đương
FIB Forwarding Information
Base
Bảng thông tin cơ sở chuyển
tiếp
FIFO First In First Out Kiểu vào trước ra trước
FIS Fault Information Signal Tín hiệu thông báo lỗi
FR Frame Relay Phương thức chuyển mạch
khung
FRS Fault Recovery Signal Tín hiệu thông báo khôi phục
IGP Interior Gateway Protocol Giao thức cổng nội

ILM Incoming Label Map Ánh xạ nhãn đầu vào
IP Internet Protocol Giao thức Internet
IS-IS Intermediate System -to-
Intermediate System
Giao thức định tuyến nội vùng

ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ
LDP Label Distribution Protocol Giao thức phân phối nhãn
LER Label Edge Router Bộ định tuyến nhãn
LFIB Label Forwarding
Information Base
Cơ sở thông tin chuyển tiếp
nhãn
LIB Label Information Base Cơ sở thông tin nhãn
LSP Label Switched Path Tuyến chuyển mạch nhãn
LSR Label switching Router Bộ định tuyến chuyển mạch
nhãn
MAC Medium Access Control Điều khiển truy cập trung tâm
MPLS Multi-Protocol Label
Switching
Chuyển mạch nhãn đa giao
thức
Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong MPLS. Các thuật ngữ viết tắt
GVHD: Ths.Hoàng Trọng Minh. - viii - Phạm Đức Hòa - A10121
NHLFE Next Hop Label Forwarding
Entry
Lối đi chuyển tiếp nhãn đến
hop kế tiếp.
NLRI Network Layer Reachability
Information

Thông tin hiện hành tầng
mạng
OSI Open System
Interconnection
Mô hình tham chiếu kết nối
các hệ thống mở
OSPF Open Shortest Path First Giao thức tìm đường ngắn
nhất
PDU Protocol Data Unit Đơn vị dữ liệu giao thức
PHP Penultimate Hop Poping Thủ tục gỡ nhãn ở hop áp cuối

PML Protection Mergin LSR LSR khôi phục
POR Point Of Repair Điểm sửa chữa
PQ Priority Queuing Hàng đợi ưu tiên
QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ
RIB Routing Information Base Cơ sở thông tin định tuyến
RSVP Resource reSerVation
Protocol
Giao thức dành trước tài
nguyên
TCP Transmission Control
Protocol
Giao thức điều khiển truyền
vận
TE Traffic Engineering Kỹ thuật lưu lượng
UDP User Datagram Protocol Giao thức dữ liệu người dùng
VC Virtual Circuit Mạch ảo
VCI Virtual Circuit Identifier Nhận diện mạch ảo
VPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo
WAN Wide Area Network Mạng diện rộng

WFQ Weighted Fair Queuing Hàng đợi có trọng số











Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong MPLS. Dạnh mục hình vẽ.
GVHD: Ths.Hoàng Trọng Minh. - ix - Phạm Đức Hòa - A10121
Danh mục hình vẽ.
Hình 1.1: MPLS và mô hình tham chiếu OSI.
Hình 1.2: Miền MPLS.
Hình 1.3: Stack nhãn.
Hình 1.4: Gói IP đi qua mạng MPLS.
Hình 1.5: Định dạng một entry trong stack nhãn.
Hình 1.6: Shim header được thêm vào.
Hình 1.7: Nhãn trong chế độ cell.
Hình 1.8: Kiến trúc cơ bản một nút MPLS.
Hình 1.9: Xây dựng bảng định tuyến.
Hình 1.10: Thiết lập bảng LIB và LFIB.
Hình 1.11: Phân phối nhãn local.
Hình 1.12: Cập nhập thông tin quảng bá.
Hình 1.13: Quá trình quảng bá nhãn xảy ra ở tất cả Router trong mạng.
Hình 1.14: Xử lý thông tin quảng bá.
Hình 1.15: Hình thành bảng LFIB trong toàn mạng.

Hình 1.16: Hội tụ trong mạng MPLS.

Hình 2.1: Cấu trúc mạng hình con cá.
Hình 2.2: Phân phối nhãn theo yêu cầu.
Hình 2.3: Duy trì nhãn tự do.
Hình 2.4: Duy trì nhãn bảo thủ
Hình 2.5: Điều khiển độc lập.
Hình 2.6: Điều khiển tuần tự.
Hình 2.7: Trao đổi bản tin UDP.
Hình 2.8: LDP header.
Hình 2.9: Khuôn dạng bản tin LDP.
Hình 2.10: LDP điều khiển độc lập và phân phối theo yêu cầu.
Hình 2.11: Thiết lập LSP với CR-LDP.
Hình 2.12: Tiến trình dự trữ tài nguyên.
Hình 2.13: Mô tả luồng của bản tin RSVP trong việc thiết lập 1 LSP.
Hình 2.14: Thiết lập LSP với RSVP-TE.
Hình 2.15: Sơ đồ ví dụ cho Make-before-break.
Hình 2.16: BGP phân phối qua nhiều Autonomous System ( AS ).

Hình 3.1: Nhiều luồng cho mỗi lớp lưu lượng.
Hình 3.2: Giải thuật thùng rò.
Hình 3.3: Giải thuật thùng Token.
Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong MPLS. Dạnh mục hình vẽ.
GVHD: Ths.Hoàng Trọng Minh. - x - Phạm Đức Hòa - A10121
Hình 3.4: Mô hình chồng phủ (overlay model).
Hình 3.5: Minh họa cách dùng bit Affinity và Resource-Class.
Hình 3.6: Băng thông khả dụng ứng với từng mức ưu tiên.
Hình 3.7: Mô hình ví dụ về chọn đường cho trung kế lưu lượng.
Hình 3.8: Xem xét các ràng buộc khống chế.
Hình 3.9: Xem xét tài nguyên khả dụng.

Hình 3.10: Đường tốt nhất được chọn.
Hình 3.11: Mô hình Makam.
Hình 3.12: Mô hình Haskin.
Hình 3.13: Mô hình Shortest-Dynamic (khôi phục link).
Hình 3.14: Mô hình Shortest-Dynamic (khôi phục nút).
Hình 3.15: Mô hình Simple-Dynamic (khôi phục link).



Danh mục bảng.
Bảng 2.1: Các loại bản tin LDP.

Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong MPLS. ChươngI:Chuyển mạch nhãn đa giao thức.

GVHD: Ths.Hoàng Trọng Minh. - 1 - Phạm Đức Hòa - A10121
Chương I :CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC.
1.1 TỔNG QUAN.
MPLS là viết tắt của “ Multi – Protocol Label Switching ”. Thuật ngữ Multi-
protocol để nhấn mạnh rằng cộng nghệ này có thể được áp dụng cho nhiều các
giao thức lớp mạng chứ không riêng IP. MPLS cũng hoạt động tốt trên bất kì các
giao thức lớp liên kết. Đây là công nghệ lai kết hợp những đặc tính tốt nhất của
định tuyến lớp 3 (Layer 3 routing) và chuyển mạch lớp 2 (Layer 2 switching).
Trong mạng chuyển mạch kênh, tính thông minh chủ yếu tập trung ở mạng lõi
(core). Tất cả các thiết bị thông minh đều đặt trong mạng lõi như các tổng đài, toll,
transit, MSC Các thiết bị kém thông minh hơn thì đặt ở mạng biên (edge), ví dụ
như các tổng đài nội hạt, truy cập Quan điểm của MPLS là tính thông minh càng
đưa ra biên thì mạng càng hoạt động tốt. Lý do là những thành phần ở mạng lõi
phải chịu tải rất cao. Thành phần mạng lõi nên có độ thông minh thấp và năng lực
chuyền tải cao. MPLS phân tách hai chức năng định tuyến và chuyển mạch: Các
router ở biên thực hiện định tuyến và gắn nhãn (label) cho gói, các router ở mạng
lõi chỉ tập trung làm nhiệm vụ chuyển tiếp gói tốc độ cao dựa vào nhãn. Tính
thông minh được đẩy ra ngoài biên là một trong những ưu điểm lớn nhất của
MPLS.
Mô hình tham chiếu của MPLS trên mô hình OSI :

Hình 1.1: MPLS và mô hình tham chiếu OSI.

MPLS được xem như một công nghệ lớp đệm (shim layer), nó nằm trên lớp 2
nhưng dưới lớp 3, vì vậy đôi khi người ta vẫn gọi là lớp 2,5.
Nguyên lý của MPLS là tất cả các gói IP sẽ được gắn nhãn (label) và chuyển
tiếp theo một đường dẫn LSP (Label Switching Path). Các router trên đường dẫn

chỉ căn cứ vào nội dung của nhãn để thực hiện quyết định chuyển tiếp gói mà
không cần phải kiểm tra header IP.
Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong MPLS. ChươngI:Chuyển mạch nhãn đa giao thức.

GVHD: Ths.Hoàng Trọng Minh. - 2 - Phạm Đức Hòa - A10121
1.2 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG MPLS.
1.2.1 Miền MPLS.
Miền MPLS (MPLS domain) là một tập hợp các nút mạng thực hiện hoạt động
định tuyến và chuyển tiếp MPLS. Một miền MPLS thường được quản lý và điều
khiển bởi một nhà quản trị.

Hình 1.2 : Miền MPLS.

Miền MPLS được chia thành 2 phần: phần mạng lõi (core) và phần mạng biên
(edge). Các nút thuộc miền MPLS được gọi là router chuyển mạch nhãn LSR
(Label Switch Router). Các nút phần mạng lõi được gọi là transit-LSR hay core-
LSR (thường gọi tắt là LSR). Các nút phần mạng biên được gọi là router biên nhãn
LER ( Label Edge Router).
Nếu một LER là nút đầu tiên trên đường đi của gói tin xuyên qua miền MPLS
thì nó được gọi là LER lối vào (ingress-LER), còn nếu là nút cuối cùng thì nó
được gọi là LER lối ra (egress-LER). Các thuật ngữ này được áp dụng còn tùy
theo hướng đi vào của luồng lưu lượng trong mạng, do đó một LER có thể vừa là
ingres-LER vừa là egress-LER tùy theo các luồng lưu lượng đang xét.
Các thuật ngữ upstream-LSR và downstream-LSR là các khái niệm then chốt để
hiểu hoạt động của sự phân phối nhãn và chuyển phát dữ liệu trong MPLS. Dữ
liệu mà Router định gửi đi cho một mạng xác định gọi là downstream, còn việc
cập nhập thông tin (giao thức định tuyến hoặc phân phối nhãn, LDP/TDP) gắn liền
với một tiền tố gọi là upstream. Có thể hiểu là thông tin về nhãn của một Router
được chính nó gửi đi cho các LSR kế cận được gọi là downstream. Còn thông tin
định tuyến thì gọi là upstream.

1.2.2 Đường chuyển mạch nhãn LSP (Label Switch Path).
Đường chuyển mạch nhãn LSP là một đường nối giữa router ngõ vào và router
ngõ ra, được thiết lập bởi các nút MPLS để chuyển gói tin qua mạng. Đường dẫn
Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong MPLS. ChươngI:Chuyển mạch nhãn đa giao thức.

GVHD: Ths.Hoàng Trọng Minh. - 3 - Phạm Đức Hòa - A10121
của một LSP qua mạng được định nghĩa bởi sự chuyển đổi các giá trị nhãn ở các
LSR dọc theo LSP bằng các thủ tục hoán đổi nhãn. Khái niệm LSP tương tự như
khái niệm mạch ảo (VC) trong ATM.
1.2.3 Lớp chuyển tiếp tương đương (FEC).
Lớp chuyển tiếp tương đương FEC (Forwarding Equivalence Class) là một tập
hợp các gói được đối xử như nhau bởi một LSR. Như vậy, FEC là một nhóm các
gói IP được chuyển tiếp trên cùng một đường chuyển mạch nhãn LSP, được đối
xử theo cùng một cách thức và có thể ánh xạ vào một nhãn bởi một LSR cho dù
chúng có thể khác nhau về thông tin header lớp mạng.
1.2.4 Nhãn và stack nhãn.
Nhãn được RFC 3031 định nghĩa là: “một bộ nhận dạng có độ dài ngắn và cố
định, mang ý nghĩa cục bộ dùng để nhận biết một FEC.” Nhãn được dán lên một
gói để báo cho LSR biết gói này cần đi đâu. Nhãn không trực tiếp mã hoá thông
tin của mào đầu lớp mạng như địa chỉ lớp mạng. Nhãn được gán vào một gói tin
cụ thể sẽ đại diện cho một FEC mà gói tin đó được ấn định. Thường thì một gói tin
được ấn định cho một FEC (hoàn toàn hoặc một phần) dựa trên địa chỉ đích lớp
mạng của nó. Tuy nhiên nhãn không bao giờ là mã hoá của địa chỉ đó. Phần nội
dung nhãn có độ dài 20 bit, như vậy số giá trị nhãn có thể có là 2
20
giá trị. Giá trị
nhãn định nghĩa chỉ mục để dùng trong bảng chuyển tiếp.
Mỗi gói lại có thể dán chồng nhiều nhãn, các nhãn này chứa trong một nơi gọi
là stack nhãn. Stack nhãn là một tập hợp gồm một hay nhiều entry nhãn được tổ
chức theo nguyên tắc LIFO. Tại mỗi hop trong mạng chỉ xử lý nhãn hiện hành

nằm trên đỉnh stack. Chính nhãn này được LSR sử dụng để chuyển tiếp gói.



Hình 1.3: Stack nhãn.

Nếu gói tin chưa có nhãn thì stack nhãn là rỗng. Nếu chiều sâu stack nhãn là d
thì mức 1 (bit S) ở đáy nhãn đặt lên 1 và mức d là đỉnh stack nhãn. Một entry nhãn
có thể được đặt thêm vào (push) hoặc có thể lấy ra (pop) khỏi stack.
Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong MPLS. ChươngI:Chuyển mạch nhãn đa giao thức.

GVHD: Ths.Hoàng Trọng Minh. - 4 - Phạm Đức Hòa - A10121
1.2.5 Hoán đổi nhãn (Label Swapping).
Hoán đổi nhãn là cách dùng các thủ tục để chuyển tiếp gói. Để chuyển tiếp gói
có nhãn, LSR kiểm tra nhãn trên đỉnh stack và dùng ánh xạ ILM (Income Label
Map) để ánh xạ nhãn này tới một entry chuyển tiếp nhãn NHLFE (Next Hop Label
Forwarding Entry). Sử dụng thông tin trong NHLFE, LSR xác định nơi chuyển
tiếp gói và thực hiện một tác vụ trên stack nhãn. Rồi nó mã hóa stack mới vào gói
và chuyển đi.
Chuyển tiếp gói tin chưa có nhãn cũng tương tự nhưng chỉ xảy ra ở ingress-
LER. LER chỉ phân tích header lớp mạng để xác định FEC rồi dùng ánh xạ FTN
(FEC-To-NHLFE) để ánh xạ một FEC vào NHLFE.
1.2.6 Chuyển gói qua miền MPLS.
Sau đây là ví dụ đơn giản minh họa quá trình chuyển gói IP đi qua miền MPLS.
Gói tin IP đi từ ngoài mạng vào trong miền MPLS có router R4 là ingress-LER và
router R1 là egress-LER, hai router lõi R3, R2.


Hình 1.4: Gói IP đi qua mạng MPLS.

R4 nhận gói có tiền tố địa chỉ đích IP là 172.16.10.0/24 và gửi gói tin qua miền
MPLS. R4 nhận biết đường đi của gói trong mạng bằng 1 bảng định tuyến theo
nhãn. R4 gán nhãn L3 nhận từ downstream R3 vào gói IP, chuyển gói đến next
hop R3. R3 nhận gói, hoán đổi nhãn L3 bằng nhãn L2 nhận được từ router R2 và
chuyển đến next hop R2. R2 nhận gói tin, tiếp tục thay thế nhãn L2 bằng nhãn L1
và gửi gói đến R1. R1 là router biên, kết nối giữa miền IP và miền MPLS. R1 bóc
tất cả các nhãn MPLS được gắn vào gói tin, trả lại địa chỉ IP nguyên thủy và gởi
đến mạng 172.16.10.0/24.
Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong MPLS. ChươngI:Chuyển mạch nhãn đa giao thức.

GVHD: Ths.Hoàng Trọng Minh. - 5 - Phạm Đức Hòa - A10121
Nhờ chuyển mạch dựa trên nhãn ở mạng lõi, MPLS sẽ có tốc độ xử lý gói
nhanh hơn so với mạng IP. Thay vì dò tìm trong một bảng định tuyến dài, gói tin
trong MPLS chỉ so sánh nhãn với bảng chuyển mạch nhãn mà nó học được. Có thể
liên tưởng quá trình chuyển mạch trong mạng lõi với việc gắn tag trong mạng lớp
hai giữa các Vlan. Đó là lý do người ta nói rằng MPLS là công nghệ kết hợp các
đặc điểm tốt nhất giữa chuyển mạch lớp hai và định tuyến lớp ba.
1.3 MÃ HÓA NHÃN VÀ CÁC CHẾ ĐỘ ĐÓNG GÓI NHÃN.
1.3.1 Mã hóa stack nhãn.
Khi nhãn được dán lên gói tin, bản thân giá trị nhãn 20 bit sẽ được mã hóa cùng
với một số thông tin cộng thêm để phụ trợ quá trình chuyển tiếp gói tin để tạo nên
một entry.


Hình 1.5: Định dạng một entry trong stack nhãn.

- Label: gồm 20 bits, thành phần nhãn thật sự dùng riêng cho hoạt động thiết
yếu của một mạng MPLS.
- EXP (Experimental): dùng cho mục đích CoS (cost of service ) tương tự như
trong mạng IP truyền thống.

- S: tùy kích thước cũng như dịch vụ mà MPLS có thể sử dụng một hay nhiều
nhãn. Nếu sử dụng nhiều nhãn thì các nhãn sẽ được lưu trữ trong một ngăn xếp.
Bit này sẽ được set lên 1 khi nhãn cần xử lý là cuối cùng trong ngăn xếp để router
trong MPLS biết để kết thúc quy trình xử lý nhãn.
- TTL( time to live ): có chức năng chống lặp vòng bằng cách định thời gian tồn
tại của gói tin trong mạng MPLS tương tự như thành phần TTL trong header gói
tin IP.
1.3.2 Các chế độ đóng gói trong MPLS.
MPLS được tạo ra nhằm khắc phục những yếu kém của những mô hình WAN
như ATM hay Frame Relay nhưng cũng đòi hỏi phải kế thừa, phát triển MPLS
trên nền hệ thống mạng cũ. Do đó các cấu trúc của frame hay cell dùng trong các
hệ thống mạng cũ cần được giữ nguyên, MPLS chỉ đóng gói các gói này cùng với
Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong MPLS. ChươngI:Chuyển mạch nhãn đa giao thức.

GVHD: Ths.Hoàng Trọng Minh. - 6 - Phạm Đức Hòa - A10121
những phần cần thiết cho hoạt động của MPLS. Chính vì lý do trên, trong cấu trúc
nhãn của MPLS chia làm hai loại: chế độ dùng cho Frame và dùng cho cell.
Nếu MPLS phát triển từ hệ thống mạng dùng Frame như Frame Relay thì cấu
trúc nhãn đơn giản chỉ là thêm vào 32 bit giữa header của layer 2 và layer 3 trong
gói tin.
Trong mạng ATM, liên lạc giữa đầu-cuối thông qua các thông số là VPI/VCI,
những thông số này được xem như những chỉ số đặc trưng cho một mạch ảo. Các
gói dữ liệu kế tiếp (tới cùng một đích) sau khi mạch ảo được thiết lập sẽ được gán
thông số này để truyền qua mạch ảo duy nhất, khác với Frame Relay khi các gói
tin có thể theo nhiều đường khác nhau. Đặc tính này của ATM giống với MPLS,
do đó nếu sử dụng MPLS dựa trên ATM thì MPLS sẽ sử dụng lại các thông số
VPI/VCI làm nhãn cho mình.
Nhãn trong chế độ Frame:

Hình 1.6: Shim header được thêm vào.

Nhãn trong chế độ cell: Chế độ này dùng khi có một mạng gồm các ATM-LSR
dùng MPLS trong mặt phẳng điều khiển để trao đổi thông tin VPI/VCI thay vì
dùng báo hiệu ATM. Trong chế độ này nhãn chính là VPI/VCI. Sau khi trao đổi
nhãn trong mặt phẳng điều khiển, ở mặt phẳng chuyển tiếp tức là tại Ingress LER
sẽ phân tách gói tin trở thành lại kiểu tế bào trong ATM và dùng giá trị VPI/VCI
để chuyển gói tin đi qua mạng lõi theo đường mạch ảo (ở đây là LSP) để chuyển
gói tin đi.


Hình 1.7:Nhãn trong chế độ cell.
Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong MPLS. ChươngI:Chuyển mạch nhãn đa giao thức.

GVHD: Ths.Hoàng Trọng Minh. - 7 - Phạm Đức Hòa - A10121
GFC (Generic Flow Control): Điều khiển luồng chung.
VPI (Virtual Path Identifier): Nhận dạng đường ảo.
VCI (Virtual Cicuit Identifier): Nhận dạng kênh ảo.
PT (Payload Type): Chỉ thị kiểu trường tin.
CLP (Cell Loss Priority): Chỉ thị độ ưu tiên huỷ bỏ tế bào.
HEC (Header Error Check): Khối bit dùng kiểm tra lỗi tiêu đề.
1.4 CẤU TRÚC MỘT NÚT MPLS.
Một nút của MPLS có hai mặt phẳng: mặt phẳng chuyển tiếp và mặt phẳng điều
khiển MPLS. Nút MPLS có thể thực hiện định tuyến lớp ba hoặc chuyển mạch lớp
hai.


Hình 1.8: Kiến trúc cơ bản một nút MPLS.

Mặt phẳng điều khiển có chức năng định tuyến IP dùng để giao tiếp với các

LSR, LER khác hoặc các router IP thông thường bằng các giao thức định tuyến IP.
Kết quả là một cơ sở thông tin định tuyến RIB (Router Infomation Base) được tạo
lập thành các thông tin miêu tả các router khả thi để tìm ra prefix địa chỉ IP. LER
sử dụng các thông tin này để xây dựng cơ sở thông tin chuyển tiếp FIB (Forward -
ing Infomation Base) trong mặt phẳng chuyển tiếp. Mặt phẳng điều khiển còn có
chức năng báo hiệu MPLS dùng để giao tiếp với các LSR khác bằng một giao thức
phân phối nhãn. Kết quả là một cơ sở thông tin nhãn LIB (Label Infomation Base)
gồm các thông tin liên quan đến các gán kết nhãn đã được thương lượng với các
router MPLS khác. Thành phần báo hiệu MPLS nhận thông tin từ chức năng định
tuyến IP và LIB để xây dựng cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn LFIB (Lable
Forwarding Infomation Base) trong mặt phẳng chuyển tiếp. Một LER có thể
Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong MPLS. ChươngI:Chuyển mạch nhãn đa giao thức.

GVHD: Ths.Hoàng Trọng Minh. - 8 - Phạm Đức Hòa - A10121
chuyển tiếp các gói IP, gắn nhãn vào gói, hoặc gỡ nhãn ra khỏi gói, trong khi một
transit-LSR chỉ có khả năng chuyển tiếp gói có nhãn, thêm hoặc bỏ bớt nhãn.
Nhiệm vụ của các giao thức trong mặt phẳng điều khiển là phân phối thông tin
cần thiết cho các LSR và LER để cấu hình bảng FIB và LFIB. Một số giao thức
định tuyến sử dụng trong bảng thông tin định tuyến RIB hoạt động kết hợp với
một giao thức báo hiệu MPLS sử dụng bảng thông tin nhãn LIB để phân phối các
nhãn. Việc phân tách mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng chuyển tiếp cho phép cài
đặt một giao thức điều khiển trên một ATM switch.
Trong MPLS có sử dụng giao thức báo hiệu MPLS kết hợp với một giao thức
định tuyến (khác với router cổ điển chỉ cần định tuyến IP) là phục vụ việc thực
hiện định tuyến ràng buộc của đường chuyển mạch nhãn MPLS.
1.5 HOẠT ĐỘNG CHUYỂN TIẾP CỦA MPLS.
Nội dung phần này sẽ miêu tả cơ chế thực hiện việc thành lập các bảng FIB,
LFIB trong thành phần dữ liệu (data plane) các quy tắc gán nhãn, trao đổi nhãn
bằng giao thức LDP. Nội dung cũng phân tích việc tại sao một gói IP nhận được
lại được tham chiếu đến các bảng dữ liệu tương ứng (FIB hoặc LFIB), cũng như ý

nghĩa của việc chuyển gói tin qua MPLS mà không qua nhãn (dùng định tuyến IP
thông thường).
Do cấu trúc đặc thù của gói tin được gán nhãn trong mạng MPLS ở chế độ dùng
frame phức tạp hơn so với chế độ dùng cell (MPLS dựa trên ATM), sẽ không làm
mất đi tính tổng quát nếu ta phân tích việc xử lý nhãn ở chế độ dùng Frame.
1.5.1 Quá trình hình thành cơ sở dữ liệu.
Quá trình xác định, thiết lập, phân phối và gán nhãn trong mạng MPLS có thể
chia làm các bước sau:
• Bước 1: Các router trao đổi thông tin định tuyến với nhau thông qua giao
thức IGP như OSPF, IS-IS, EIGRP.
• Bước 2: Tại mỗi LSR tương ứng với mỗi địa chỉ đích nhận được sẽ phát
sinh một nhãn “local”, và nhãn này được lưu trữ trong LIB (label
information base). Bảng LIB dùng làm cơ sở dữ liệu trong phương thức
phân phối nhãn, do đó bảng LIB thuộc thành phần điều khiển (control
plane) trong sơ đồ chức năng của một LSR.
• Bước 3: Các nhãn local được quảng bá đến các router lân cận, tại đây các
nhãn sẽ được đi kèm với địa chỉ IP cần đến trong bảng FIB và bảng LFIB.
Dựa vào các bảng này, gói tin sẽ được chuyển đi dựa vào nhãn.
• Bước 4: Mỗi LSR (label switch router) xây dựng bảng LIB, FIB, LFIB dựa
trên nhãn mà nó nhận được từ các router kế cận.
Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong MPLS. ChươngI:Chuyển mạch nhãn đa giao thức.

GVHD: Ths.Hoàng Trọng Minh. - 9 - Phạm Đức Hòa - A10121
1.5.2 Quá trình hình thành bảng định tuyến.
Mô hình sau mô tả các router hình thành bảng định tuyến thông qua các giao
thức định tuyến IP như: OSPF, EIGRP, IS-IS, BGP v.v…


Hình 1.9: Xây dựng bảng định tuyến.

Trong quá trình hình thành bảng định tuyến, việc xác định bảng định tuyến là
bước đầu tiên. Khi bảng định tuyến đã hình thành, tại mỗi router, một desIP sẽ
tương ứng với một interface mà qua đó nó sẽ tới được hop kế. Nếu gói tin IP đi
vào mạng MPLS tại thời điểm này, thì gói tin sẽ được chuyển đi dựa vào bảng
định tuyến như trong mô hình định tuyến IP.
1.5.3. Gán nhãn Local cho desIP tương ứng.
Sau khi thiết lập xong bảng định tuyến, các LSR sẽ gắn nhãn local cho các
desIP tương ứng. Việc gắn nhãn giữa các LSR là hoàn toàn độc lập nhau.
Mặc dù có thể có nhiều LSR cùng phát sinh nhãn local cùng lúc nhưng việc này
xảy ra độc lập, tức là có thể có nhiều LSR cùng ghép chung một desIP với một
nhãn local. Tuy nhiên trong cùng một LSR thì sự ràng buộc này là duy nhất tức
một desIP chỉ tương ứng với một nhãn local.
1.5.4 Thiết lập bảng LIB và LFIB.
Khi một nhãn được gán kèm với một desIP thì mối quan hệ ràng buộc này được
lưu trữ trong 2 bảng: LIB và LFIB.
• Bảng LIB dùng để gán tương ứng một desIP (địa chỉ mạng cần đến) với
một nhãn local do LSR đó phát sinh trong ví dụ này là nhãn 25.
• Bảng LFIB chứa nhãn local, nhãn remote nhận từ phía router kế trên đường
tới đích (upstream) kèm theo đó là hành động xử lý gói tin khi nó đi ra khỏi
interface. Trong trường hợp này hành động đó là “không gán” (untagged)
nhãn cho gói tin khi nó tới hop kế do LSR vẫn chưa nhận được nhãn local
từ LSR (hop) này để cho vào nhãn remote trong LFIB.
Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong MPLS. ChươngI:Chuyển mạch nhãn đa giao thức.

GVHD: Ths.Hoàng Trọng Minh. - 10 - Phạm Đức Hòa - A10121



Hình 1.10: Thiết lập bảng LIB và LFIB.
1.5.5 Quảng bá nhãn nội bộ-local cho toàn mạng.

Nội dung phần này sẽ miêu tả làm thế nào các nhãn MPLS được phân phối và
quảng bá thông tin trong mạng MPLS.
Sau khi bảng định tuyến được thiết lập trong toàn bộ router trong mạng MPLS
và mỗi desIP tại LSR được gán một nhãn local tương ứng, tức là bảng LIB đã
được thành lập. Vấn đề đặt ra là làm thế nào để quảng bá các nhãn local này đến
các router kế cận. Người ta đã đưa ra hai khả năng để giải quyết vấn đề này: hoặc
mở rộng khả năng của các giao thức định tuyến hiện tại, hoặc thêm vào một giao
thức mới điều khiển quá trình phân phối nhãn.



Hình 1.11: Phân phối nhãn local.


Ở phương án đầu sẽ gặp khó khăn do có nhiều giao thức định tuyến khác nhau
như OSPF, EIGRP, IS-IS, BGP cùng tồn tại trong mạng viễn thông, nên việc thực
hiện mở rộng chức năng có thể gây ra khó khăn khi mô hình mạng liên miền sử
Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong MPLS. ChươngI:Chuyển mạch nhãn đa giao thức.

GVHD: Ths.Hoàng Trọng Minh. - 11 - Phạm Đức Hòa - A10121
dụng đa giao thức được triển khai. Hơn nữa việc một số router được mở rộng chức
năng trong khi một số router khác vẫn giữ nguyên có thể gây ra nhiều sai sót khi
hoạt động.
Góp phần chủ yếu gây ra những khó khăn trên là việc cơ sở dữ liệu mà ở đây là
bảng định tuyến được sử dụng lại khi mở rộng chức năng phân phối nhãn cho
LSR. Điều này được giải quyết khi ta sử dụng phương pháp thứ hai là sử dụng
giao thức mới LDP, sử dụng một cơ sở dữ liệu mới được tham chiếu từ bảng định
tuyến là bảng LIB để thực hiện việc phân phối nhãn trong MPLS. LDP được sử
dụng chủ yếu do ưu điểm hội tụ nhanh và có khả năng mở rộng cao.
1.5.6 Cập nhật thông tin quảng bá.

Tùy theo thông tin cập nhật từ gói tin LDP nhận từ B mà các LSR A, C, E sẽ
cập nhật vào các bảng FIB, LFIB của mình.
Tại LSR B nhãn 25 được gán với desIP (network X) và được lưu trữ trong bảng
LIB.
Tại LSR A, nhãn 25 nhận được từ B và lưu trữ trong bảng FIB của mình. Sau
khi cập nhập nhãn cho các LSR kế cận, quá trình quảng bá thông tin ra toàn mạng
diễn ra như trong ví dụ sau:
• Bước 1: gói tin IP với đích đến là mạng X chưa được gán nhãn đi vào mạng
MPLS tại LER A (label edge router A).
• Bước 2: dựa vào bảng FIB của mình LSR A sẽ xác định được muốn tới
được mạng X gói tin này phải được gán nhãn 25 và được chuyển ra
interface tương ứng. Lưu ý là nhãn 25 là nhãn “remote” được A nhận từ B
thông qua LDP.
• Bước 3: Gói tin được gán nhãn 25 và đóng gói Frame để chuyển tới B
• Bước 4: Tại B, gói tin được gỡ bỏ nhãn và được chuyển tới hop kế là C
dưới dạng gói tin IP thông thường do B chưa nhận được nhãn “remote” do
C gửi thông qua LDP (hành động trong bảng LFIB với gói tin có nhãn 25 là
không gán nhãn “untagged”).


Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong MPLS. ChươngI:Chuyển mạch nhãn đa giao thức.

GVHD: Ths.Hoàng Trọng Minh. - 12 - Phạm Đức Hòa - A10121

Hình 1.12: Cập nhập thông tin quảng bá.
Tại LER A diễn ra quá trình xử lý desIP, trong khi tại B là hành động xử lý
nhãn. Tại B gói tin được bỏ nhãn và chuyển đi dưới dạng gói tin IP thông thường.
Điều này giúp cho mạng MPLS vẫn chuyển gói tin đi tới đích dù cho quá trình
phân phối nhãn (LDP) chưa được hoàn thành trong toàn mạng MPLS.
Vì các quá trình xảy ra trong các LSR diễn ra một cách bất đồng bộ, những gì

xảy ra với LSR A, B cũng xảy ra tương tự như ở C, D. Do đó sau một thời gian
ngắn đường dẫn chuyển mạch từ A tới D được hoàn thành.



Hình 1.13: Quá trình quảng bá nhãn xảy ra ở tất cả Router trong mạng.

Vì LSR D được nối trực tiếp với mạng X, LSR C biết được điều này nên trong
bảng LFIB của nó hành động đối với gói tin với nhãn local 47 là gỡ bỏ nhãn (pop).
Gói tin đi đến D dưới dạng gói tin IP thông thường.
Kỹ thuật trên gọi là PHP Penultimate Hop Poping (Gỡ nhãn ở hop áp cuối).
1.5.7 PHP (Penultimate Hop Poping).
Như trong ví dụ trên tại các LER (label edge router) các gói tin có thể đến dưới
dạng không nhãn. Tại đây diễn ra 2 quá trình:
• Dựa vào bảng LFIB để nhận biết hành động gỡ bỏ nhãn cho gói tin khi ra
mạng ngoài.
• Dựa vào bảng FIB để tham chiếu với địa chỉ IP mà cho ra interface tương
ứng, do tại LER này nhãn remote không được gán trong khi trong các LSR
trong mạng nhãn này có tác dụng tham chiếu trực tiếp đến bảng ARP cache
để biết interface tương ứng với địa chỉ layer cần đến (địa chỉ MAC của
interface hop kế).
Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong MPLS. ChươngI:Chuyển mạch nhãn đa giao thức.

GVHD: Ths.Hoàng Trọng Minh. - 13 - Phạm Đức Hòa - A10121
Phương pháp PHP giúp lược bỏ bớt yêu cầu thực hiện ở các LER bằng cách gửi
tới các LER này các gói tin không nhãn.
1.5.8 Xử lý thông tin quảng bá.
Router B sau khi nhận đầy đủ thông tin về nhãn đã có thể xác định đường đi tới
mạng X và thêm nhãn local (25), nhãn “remote” (47) nhận được từ LSR C vào
bảng LFIB.

Tương tự LSR E cũng nhận được các gói quảng bá LDP (dù E không thuộc
đường đi tới X khi xuất phát từ A), E đương nhiên cũng sẽ cấp nhãn local cho
desIP X tương ứng trong bảng LIB, đồng thời cũng quảng bá tính chất này cho các
LSR kế cận. Điều này có thể dẫn đến tình trạng lặp vòng trong MPLS. Tình huống
này có thể tránh được bằng hai cơ chế:



Hình 1.14: Xử lý thông tin quảng bá.

Một là sử dụng trường bit TTL (khác với TTL trong gói IP) để giới hạn thời
gian lặp. Trường TTL trong nhãn cũng dùng để chống loop như trong gói IP và có
giá trị từ 0 đến 255. Khi qua mỗi LSR, giá trị TTL giảm xuống 1. Khi TTL có giá
trị bằng 0, LSR sẽ trả về nguồn thông gói ICMP chứa thông tin “TTL expired in
transit”. Với phương pháp này, các gói tin có độ lặp lớn trong mạng đều bị loại bỏ.
Hai là sử dụng cách thức tương tự như phương pháp plit-horizon trong mạng IP.
Ở đây cần lưu ý là thành phần “nhãn” trong các bảng FIB, LFIB có tác dụng như
con trỏ, tham chiếu đến địa chỉ IP trong bảng định tuyến, do đó các interface để tới
hop kế trên đường đi là đã được xác định, các gói tin quảng bá sẽ không nhận
ngược lại gói LDP từ hop trước đó. Tuy nhiên để giữ sự tách biệt giữa định tuyến
Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong MPLS. ChươngI:Chuyển mạch nhãn đa giao thức.

GVHD: Ths.Hoàng Trọng Minh. - 14 - Phạm Đức Hòa - A10121
IP và LDP cũng như những vấn đề phức tạp nảy sinh mà phương pháp đầu tiên
thường được sử dụng hơn.
Một cách khác, nếu sử dụng cơ chế LDP có sự ràng buộc (odered control là
phương pháp dựa trên cơ sở báo hiệu đầu cuối dọc theo đường dẫn) thì sẽ không
xảy ra loop nhưng hội tụ chậm hơn. Các phương pháp trao đổi nhãn có ràng buộc
là phương pháp bắt buộc dùng cho kỹ thuật lưu lượng sẽ được trình bày chi tiết
trong chương sau.

1.5.9 Hình thành bảng LFIB trong toàn mạng.
Giao thức định tuyến IGP sẽ quảng bá toàn bộ bảng định tuyến của các LSR
trong toàn miền MPLS. Giao thức LDP dùng để phân phối và hội tụ nhãn trong
mạng này. Lưu ý rằng mỗi LSR sẽ tự quyết định đường đi ngắn nhất tới đích bằng
cách sử dụng IGP.
Các LSR khi nhận được các nhãn do giao thức LDP phân phối tới sẽ thêm các
nhãn cần thiết vào bảng FIB và LFIB. Chỉ có những nhãn tới từ các LSR kế trên
đường tới đích mới được thêm vào các bảng này bất kể LDP sử dụng phương pháp
phân phối nhãn có điều khiển hay độc lập.
Tại LSR B nó cũng gán một nhãn local cho mạng X và tạo một “lối đi” (entry)
trong bảng LFIB. Nhãn “remote” được chuyển từ LSR kế và được thêm vào LFIB.
Sau khi LSR C quảng bá nhãn local ra các LSR lân cận, đường dẫn hay đường
hầm (tunnel) được hình thành và gồm có 2 hop. Các bước tiếp theo dùng để hình
thành đường dẫn từ A đến mạng X diễn ra như sau:
• Bước 1: Tại A mạng X được gán với nhãn 25 của hop kế (LSR B).
• Bước 2: Tại B nhãn 25 được hoán đổi với nhãn 47 (nhãn remote nhận từ C).
• Bước 3: Do LSR C không nhận được nhãn “remote” từ LSR D do đó nó
nhận biết được D là hop cuối và sẽ hoán đổi nhãn 47 (nhãn local của C) với
hành động là gỡ bỏ (pop).



Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong MPLS. ChươngI:Chuyển mạch nhãn đa giao thức.

GVHD: Ths.Hoàng Trọng Minh. - 15 - Phạm Đức Hòa - A10121
Hình 1.15: Hình thành bảng LFIB trong toàn mạng.
1.5.10 Hội tụ gói tin qua mạng MPLS.
Khi một gói tin IP vào mạng MPLS, nó đầu tiên sẽ được chuyển đi dựa vào
bảng LIB, và sẽ được chuyển đi trong MPLS dưới dạng các gói tin có hay không
nhãn. Nhưng khi bảng LFIB đã được hình thành trong toàn mạng các gói tin sẽ

hoàn toàn được chuyển đi dưới dạng được gán nhãn. Tóm lại nếu một LSR không
nhận được nhãn “remote” từ LSR kế thì gói tin sẽ được chuyển tới LSR kế đó
dưới dạng không gán nhãn.
Mô hình dưới đây mô tả việc gói tin được chuyển đi trong MPLS như thế nào.
Quá trình đó diễn ra tuần tự theo các bước sau:
• Bước 1: Gói IP với đích là X vào LSR A.
• Bước 2: LSR A gán nhãn 25 cho gói tin.
• Bước 3: LSR A chuyển gói tin IP được gán nhãn 25 tới LSR B.
• Bước 4: LSR B dựa vào bảng LFIB để tráo nhãn 25 thành nhãn 47.
• Bước 5: LSR B chuyển gói tin đến LSR C.
• Bước 6: LSR C gỡ bỏ nhãn (bảng LFIB quy định).
• Bước 7: LSR C gửi gói tin đến LSR D dưới dạng không nhãn.



Hình 1.16: Hội tụ trong mạng MPLS.
1.6 TỔNG KẾT.
Công nghệ chuyển mạch nhãn cho phép thay thế công nghệ chuyển tiếp gói
truyền thống theo kiểu hop-by-hop bằng kỹ thuật hoán đổi nhãn. Kỹ thuật này dựa
vào nhãn có độ dài ngắn cố định cải thiện được năng lực định tuyến lớp 3, đơn