công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức mpls

Đồ án tốt nghiệp 1 Tổng quan MPLS
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN
ĐA GIAO THỨC MPLS
1.1. Sơ lược lịch sử ra đời của MPLS
1.1.1. Xu hướng phát triển mạng Internet
Thế giới đang bước vào kỷ nguyên thông tin mới, bắt nguồn từ công nghệ đa
phương tiện, những biến động xã hội, toàn cầu hóa trong kinh doanh và giải trí phát
triển ngày càng nhiều. Biểu hiện đầu tiên của xa lộ thông tin là Internet, sự phát
triển của nó là minh họa sinh động cho những động thái hướng tới xã hội thông tin.
Nền tảng cho xã hội thông tin chính là sự phát triển cao của các dịch vụ viễn
thông. Mềm dẻo, linh hoạt và gần gũi với người sử dụng là mục tiêu hướng tới của
chúng. Nhiều loại hình dịch vụ viễn thông mới đã ra đời đáp ứng nhu cầu thông tin
ngày càng cao của khách hàng. Dịch vụ ngày nay đã có những thay đổi căn bản so
với các dịch vụ truyền thống trước đây (chẳng hạn như thoại). Lưu lượng thông tin
cuộc gọi là sự hòa trộn giữa thoại và phi thoại. Lưu lượng phi thoại liên tục gia tăng
và biến động rất nhiều. Hơn nữa, cuộc gọi số liệu diễn ra trong khoảng thời gian
tương đối dài so với thoại thông thường chỉ vài phút. Chính những điều này gây nên
một áp lực cho mạng viễn thông hiện thời, phải đảm bảo truyền thông tin tốc độ cao
với giá thành hạ. Ở góc độ khác sự ra đời của những dịch vụ mới này đòi hỏi phải
có công nghệ thực thi tiên tiến. Việc chuyển đổi từ công nghệ tương tự sang công
nghệ số đã đem lại sức sống mới cho mạng viễn thông. Tuy nhiên, những loại hình
dịch vụ trên luôn đòi hỏi nhà khai thác phải đầu tư nghiên cứu những công nghệ
viễn thông mới ở cả lĩnh vực mạng và chế tạo thiết bị. Cấu hình mạng hợp lý và sử
dụng các công nghệ chuyển giao thông tin tiên tiến là thử thách đối với nhà khai
thác cũng như nhà sản xuất thiết bị.
Có thể khẳng định giai đoạn hiện nay là giai đoạn chuyển dịch giữa công nghệ
thế hệ cũ (chuyển mạch kênh) sang dần công nghệ thế hệ mới (chuyển mạch gói),
điều đó không chỉ diễn ra trong hạ tầng cơ sở thông tin mà còn diễn ra trong các
công ty khai thác dịch vụ, trong cách tiếp cận của các nhà khai thác thế hệ mới khi
cung cấp dịch vụ cho khách hàng. Sau đây chúng ta sẽ xem xét và đánh giá sự phát
GVHD: ThS. Trần Xuân Trường SVTH: Lê Đình Anh

Đồ án tốt nghiệp 2 Tổng quan MPLS
triển của công nghệ chuyển mạch, một điểm trọng yếu trong mạng thông tin, viễn
thông tương lai.
1.1.2. Tổng quan về các công nghệ chuyển mạch nền tảng
1.1.2.1. Công nghệ chuyển mạch IP
IP là thành phần chính của kiến trúc của mạng Internet. Trong kiến trúc này, IP
đóng vai trò lớp 3. IP định nghĩa cơ cấu đánh số, cơ cấu chuyển tin, cơ cấu định
tuyến và các chức năng điều khiển ở mức thấp (ICMP). Gói tin IP chứa địa chỉ của
bên nhận, địa chỉ là một số duy nhất trong toàn mạng và mang đầy đủ thông tin cần
cho việc chuyển gói tin tới đích.
Cơ cấu định tuyến có nhiệm vụ tính toán đường đi tới các nút trong mạng. Do
vậy, cơ cấu định tuyến phải được cập nhật các thông tin về topo mạng, thông tin về
nguyên tắc chuyển tin (như trong BGP) và nó phải có khả năng hoạt động trong môi
trường mạng gồm nhiều nút. Kết quả tính toán của cơ cấu định tuyến được lưu
trong các bảng chuyển tin (forwarding table) chứa thông tin về chặng tiếp theo để
có thể gửi gói tin tới hướng đích.
Dựa trên các bảng chuyển tin, cơ cấu chuyển tin chuyển mạch các gói IP hướng
tới đích. Phương thức chuyển tin truyền thống là theo từng chặng một. Ở cách này,
mỗi nút mạng tính toán bảng chuyển tin một cách độc lập. Phương thức này, yêu
cầu kết quả tính toán của phần định tuyến tại tất cả các nút phải nhất quán với nhau.
Sự không thống nhất của kết quả sẽ dẫn tới việc chuyển gói tin sai hướng, điều này
đồng nghĩa với việc mất gói tin.
Kiểu chuyển tin theo từng chặng hạn chế khả năng của mạng. Ví dụ, với phương
thức này, nếu các gói tin chuyển tới cùng một địa chỉ mà đi qua cùng một nút thì
chúng sẽ được truyền qua cùng một tuyến tới điểm đích. Điều này khiến mạng
không thể thực hiện một số chức năng khác như định tuyến theo đích, theo loại dịch
vụ, v.v…Bên cạnh đó, phương thức định tuyến và chuyển tin này nâng cao độ tin
cậy cũng như khả năng mở rộng của mạng. Giao thức định tuyến động cho phép
mạng phản ứng lại với sự cố bằng việc thay đổi tuyến khi router biết được sự thay
đổi về topo mạng thông qua việc cập nhật thông tin về trạng thái kết nối. Với các

phương thức như CIDR (Classless Interdomain Routing), kích thước của bảng
GVHD: ThS. Trần Xuân Trường SVTH: Lê Đình Anh
Đồ án tốt nghiệp 3 Tổng quan MPLS
chuyển tin được duy trì ở mức chấp nhận được và do việc tính toán định tuyến đều
do các nút tự thực hiện, mạng có thể mở rộng mà không cần thực hiện bất kỳ một
thay đổi nào.
Tóm lại, IP là một giao thức chuyển mạch gói có độ tin cậy và khả năng mở
rộng cao. Tuy nhiên, việc điều khiển lưu lượng rất khó thực hiện do phương thức
định tuyến theo từng chặng. Ngoài ra, IP cũng không hỗ trợ chất lượng dịch vụ.
1.1.2.2. Công nghệ chuyển mạch ATM
ATM (Asynchronous Transfer Mode) là một kỹ thuật truyền tin tốc độ cao.
ATM nhận thông tin ở nhiều dạng khác nhau như thoại, số liệu, video và cắt ra
thành nhiều phần nhỏ gọi là tế bào. Các tế bào này, sau đó, được truyền qua các kết
nối ảo VC ( virtual connection). Vì ATM có thể hỗ trợ thoại, số liệu và video với
chất lượng dịch vụ trên nhiều công nghệ băng rộng khác nhau, nó được coi là công
nghệ chuyển mạch hàng đầu và thu hút được nhiều quan tâm.
ATM khác với định tuyến IP ở một số điểm. Nó là công nghệ chuyển mạch
hướng kết nối. Kết nối từ điểm đầu đến điểm cuối phải được thiết lập trước khi
thông tin được gửi đi. ATM yêu cầu kết nối phải được thiết lập bằng. nhân công
hoặc thiết lập một cách tự động thông qua báo hiệu. Một điểm khác biệt nữa là
ATM không thực hiện định tuyến tại các nút trung gian. Tuyến kết nối xuyên suốt
được xác định trước khi trao đổi dữ liệu và được giữ cố định trong thời gian kết nối.
Trong quá trình thiết lập kết nối, các tổng đài ATM trung gian cấp cho kết nối một
nhãn. Việc này thực hiện hai điều : dành cho kết nối một số tài nguyên và xây dựng
bảng chuyển tế bào tại mỗi tổng đài. Bảng chuyển tế bào này có tính cục bộ và chỉ
chứa thông tin về các kết nối đang hoạt động đi qua tổng đài. Điều này khác với
thông tin về toàn mạng chứa trong bảng chuyển tin của router dùng IP.
Quá trình chuyển tế bào qua tổng đài ATM cũng tương tự như việc chuyển gói
tin qua Router. Tuy nhiên, ATM có thể chuyển mạch nhanh hơn vì nhãn gắn trên
các tế bào có kích thước cố định ( nhỏ hơn của IP), kích thước của bảng chuyển tin

nhỏ hơn nhiều so với của IP router và việc này được thực hiện trên các thiết bị phần
GVHD: ThS. Trần Xuân Trường SVTH: Lê Đình Anh
Đồ án tốt nghiệp 4 Tổng quan MPLS
cứng chuyên dụng. Do vậy, thông lượng của tổng đài ATM thường lớn hơn thông
lượng của IP router truyền thống.
1.1.3. Sự ra đời và quá trình phát triển của công nghệ MPLS
Khi mạng Internet phát triển và mở rộng, lưu lượng Internet bùng nổ. Các nhà
cung cầp dịch vụ (ISP- Internet Service Provider) xử lý bằng cách tăng dung lượng
các kết nối và nâng cấp router nhưng vẫn không tránh khỏi nghẽn mạch. Lý do 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.
Vào thập niên 90, các ISP phát triển mạng của họ theo mô hình chồng lớp
(overlay) bằng cách đưa ra giao thức IP over ATM. Tuy nhiên, IP và ATM là hai
công nghệ hoàn toàn khác nhau, được thiết kế cho những môi trường mạng khác
nhau, khác nhau về giao thức, cách đánh địa chỉ, định tuyến, báo hiệu, phân bổ tài
nguyên cho nên khi các ISP càng mở rộng mạng theo hướng IP over ATM, họ càng
nhận ra nhược điểm của mô hình này, đó là sự phức tạp của mạng lưới do phải duy
trì hoạt động của hai hệ thống thiết bị. Xu hướng của các ISP là thiết kế và sử dụng
các router chuyên dụng, dung lượng chuyển tải lớn, hỗ trợ các giải pháp tích hợp,
chuyển mạch đa lớp cho mạng trục Internet. Nhu cầu cấp thiết trong bối cảnh này là
phải ra đời một công nghệ lai có khả năng kết hợp những đặc điểm tốt của chuyển
mạch kênh ATM và chuyển mạch gói IP.
Công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS ra đời trong bối cảnh này đáp
ứng được nhu cầu của thị trường đúng theo tiêu chí phát triển của Internet đã mang
lại những lợi ích thiết thực, đánh dấu một bước phát triển mới của mạng Internet
trước xu thế tích hợp công nghệ thông tin và viễn thông (ICT - Information
Communication Technology) trong thời kỳ mới.
Việc hình thành và phát triển công nghệ MPLS xuất phát từ nhu cầu thực tế,

được các nhà công nghiệp viễn thông thúc đẩy nhanh chóng. Sự thành công và
nhanh chóng chiếm lĩnh thị trường mà công nghệ này có được là nhờ vào việc
GVHD: ThS. Trần Xuân Trường SVTH: Lê Đình Anh
Đồ án tốt nghiệp 5 Tổng quan MPLS
chuẩn hoá công nghệ. Quá trình hình thành và phát triển công nghệ, những giải
pháp ban đầu của hãng như Cisco, IBM, Toshiba…. Những nỗ lực chuẩn hoá của tổ
chức tiêu chuẩn IETF trong việc ban hành về tiêu chuẩn MPLS sẽ cung cấp cho
chúng ta những nhận định ban đầu về xu hướng phát triển MPLS.
MPLS được đề xuất đầu tiên do hãng Ipsilon một hãng rất nhỏ về công nghệ
thông tin trong triển lãm về công nghệ thông tin, viễn thông tại Texas. 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.
Thiết bị định tuyến chuyển mạch tế bào của Toshiba năm 1994 là tổng đài ATM
đầu tiên được điều khiển bằng giao thức IP thay cho báo hiệu ATM. Tổng đài của
Ipsilon cũng là ma trận chuyển mạch ATM được điều khiển bởi khối xử lý sử dụng
công nghệ IP. Công nghệ chuyển mạch thẻ của Cisco cũng tương tự nhưng có bổ
xung thêm một vài kỹ thuật như lớp chuyển tiếp tương đương FEC, giao thức phân
phối nhãn. Đến năm 1998 nhóm nghiên cứu IETF đã tiến hành các công việc để đưa
ra tiêu chuẩn và khái niệm về chuyển mạch nhãn đa giao thức.
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. Có rất nhiều công nghệ xây dựng trên mạng IP.
• IP trên nền ATM (IPoA)
• IP trên nền SDH/SONET (IPOS)
• IP qua WDM
• IP qua cáp quang
Mỗi loại có những ưu và nhược điểm riêng. Trong đó công nghệ ATM được sử
dụng rộng rãi trong các mạng IP đường trục có tốc độ cao và đảm bảo được dịch vụ,
điều khiển luồng và một số đặc tính khác mà các mạng định tuyến truyền thống

không có được, trong trường hợp đòi hỏi thời gian thực cao thì IpoA là giải pháp tối
ưu. MPLS được hình thành dựa trên kỹ thuật đó.
MPLS thực hiện một số chức năng sau:
• Hỗ trợ các giải pháp mạng riêng ảo VPN
• Định tuyến tường minh (điều khiển lưu lượng)
• Hỗ trợ cục bộ cho định tuyến IP trong các tổng đài chuyển mạch
ATM
GVHD: ThS. Trần Xuân Trường SVTH: Lê Đình Anh
Đồ án tốt nghiệp 6 Tổng quan MPLS
Khái niệm chuyển mạch nhãn xuất phát từ hai khái niệm: Tổng đài chuyển mạch
và bộ định tuyến. Xét trên góc độ chuyển mạch, phương thức điều khiển luồng, tỉ
lệ giá cả và chất lượng tổng đài chuyển mạch sẽ tốt hơn bộ định tuyến. Song bộ
định tuyến lại có khả năng định tuyến mềm dẻo mà tổng đài chuyển mạch không có
được. Do đó, chuyển mạch nhãn ra đời là sự kết hợp và kế thừa các ưu điểm trên
cũng như khắc phục những nhược điểm của cả tổng đài và bộ định tuyến truyền
thống.
1.1.4. Khái niệm về công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS
Công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS - MultiProtocol Label
Switching) là 1 phương pháp cải tiến việc chuyển tiếp gói tin trên mạng dựa vào
nhãn được gắn với gói IP, tế bào ATM hoặc Frame lớp 2. MPLS giúp các router
hoặc các chuyển mạch ATM ra quyết định theo nội dung nhãn tốt hơn việc định
tuyến phức tạp theo địa chỉ IP đích.
MPLS kết hợp các đặc điểm tốt nhất của chuyển mạch lớp 2 và định tuyến lớp
3
cho phép chuyển tiếp các gói rất nhanh trong mạng lõi và định tuyến tốt ở mạng
biên.
Mục tiêu chính của MPLS là tạo ra một mạng linh hoạt có khả năng cung
cấp hiệu
năng cao và ổn định, bao gồm khả năng thực hiện điều khiển lưu lượng,
VPN và cung cấp chất lượng dịch vụ (QoS) với đa loại dịch vụ (CoS).

1.1.5. MPLS và mô hình tham chiếu OSI
GVHD: ThS. Trần Xuân Trường SVTH: Lê Đình Anh
Đồ án tốt nghiệp 7 Tổng quan MPLS
Hình 1-1: MPLS và mô hình tham chiếu OSI
MPLS được xem như là một công nghệ lớp đệm, nó nằm trên lớp 2 nhưng dưới
lớp 3, vì vậy đôi khi người ta còn gọi là lớp 2,5. Nguyên lý của MPLS là tất cả các
gói IP sẽ được gán nhãn và chuyển tiếp theo một đường chuyển mạch nhãn LSP
(Label Switched 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.
1.2. Các khái niệm cơ bản trong MPLS
1.2.1. Miền MPLS
RFC 3031 mô tả miền MPLS 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.
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
Switching Router). Các nút ở phần mạng biên được gọi là router biên nhãn LER
(Label Edge Router).
Nếu LER là nút đầu tiên trên đường đi của một gói 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).
GVHD: ThS. Trần Xuân Trường SVTH: Lê Đình Anh
Đồ án tốt nghiệp 8 Tổng quan MPLS
Hình 1-2: Miền MPLS
1.2.2. Lớp chuyển tiếp tương đương FEC (Forward Equivalence Class)
Được định nghĩa trong RFC 3031, FEC là một nhóm các gói IP được chuyển
tiếp trên cùng 1 đường chuyển mạch nhãn LSP và được router chuyển mạch nhãn
LSR đối xử theo cùng 1 cách thức. Tất cả các gói trong một nhóm như vậy được
cung cấp cùng cách chọn đường tới đích. Khác với chuyển tiếp IP truyền thống,

trong MPLS việc gán một gói cụ thể vào một FEC cụ thể chỉ được thực hiện một
lần khi các gói vào trong mạng. MPLS không ra quyết định chuyển tiếp với mỗi
datagram lớp 3 mà sử dụng khái niệm FEC. FEC phụ thuộc vào một số các yếu tố
như là phụ thuộc vào địa chỉ IP và có thể là phụ thuộc cả vào kiểu lưu lượng trong
datagram (thoại, dữ liệu, fax…). Sau đó dựa trên FEC, nhãn được thoả thuận giữa
các LSR lân cận từ lối vào tới lối ra trong một vùng định tuyến. Mỗi LSR xây dựng
một bảng để xác định xem một gói phải được chuyển tiếp như thế nào. Bảng này
được gọi là cơ sở thông tin nhãn (LIB: Label Information Base), nó là tổ hợp các
ràng buộc FEC với nhãn (FEC-to-label). Và nhãn lại được sử dụng để chuyển tiếp
lưu lượng qua mạng.
GVHD: ThS. Trần Xuân Trường SVTH: Lê Đình Anh
Đồ án tốt nghiệp 9 Tổng quan MPLS
Hình 1-3 : Lớp chuyển tiếp tương đương FEC trong MPLS
1.2.3. Nhãn MPLS
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 được gắn vào một gói tin cụ thể sẽ đại diện cho một FEC mà gói tin được ấn
định. Thường thì một gói tin được ấn định một FEC dựa trên địa chỉ đích lớp mạng
của nó. Tuy nhiên nhãn không phải là mã hoá của địa chỉ đó.
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.
Khi gói tin được gán nhãn, các chặng đường còn lại của gói tin thông qua mạng
đường trục dựa trên chuyển mạch nhãn. Giá trị nhãn chỉ có ý nghĩa cục bộ nghĩa là
chúng chỉ liên quan đến các bước chuyển tiếp giữa các LSR.
Hình 1-4 : Nhãn MPLS
Trong đó:
• LABEL: giá trị nhãn thực sự.
• 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)

• S: là bít cuối chồng . Nhãn cuối chồng bit này được thiết lập lên 1,
GVHD: ThS. Trần Xuân Trường SVTH: Lê Đình Anh
Đồ án tốt nghiệp 10 Tổng quan MPLS
các nhãn khác có giá trị bít này là 0.
• TTL: thời gian sống, là bản sao của IP TTL. Giá trị của nó được giảm
tại mỗi chặng để tránh lặp như IP. Thường dùng khi người điều hành
mạng muốn che giấu cấu hình mạng bên dưới khi tìm đường từ mạng
bên ngoài.
1.2.3.1. Chồng nhãn (Label stack)
Chồng nhãn là một tập hợp có thứ tự các nhãn gắn theo gói để truyền tải thông
tin về nhiều FEC mà gói nằm trong đó để nói về các LSP tương ứng mà gói sẽ đi
qua. chồng 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. Chồng nhãn được sử
dụng khi cung cấp các dịch vụ trên MPLS như MPLS VPN hoặc MPLS TE.
1.2.3.2. 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 ánh xạ ILM (Incoming Lable Map)
để ánh xạ nhãn này tới một Entry chuyển tiếp nhãn NHLFE (Next Hop Label
Forwarding Entry). Sử dụng thông tin trong HNLFE, LSR xác định ra nơi chuyển
tiếp gói và thực hiện một tác vụ trên Stack nhãn. Rồi nó mã hóa Stack nhãn mới vào
gói và chuyển đi.
Chuyển tiếp gói chưa có nhãn cũng tương tự nhưng xảy ra ở LER lối vào. LER
phải phân tích phần mào đầu lớp mạng để xác định FEC rồi sử dụng ánh xạ FTN
(FEC to NHLFE) để ánh xạ FEC vào một NHLFE.
1.2.3.3. Các thao tác trên nhãn
Có 3 thao tác cơ bản:
• Push : đặt nhãn MPLS vào gói lớp mạng, thực hiện ở LSR lối vào.
• Pop : lấy nhãn ra khỏi gói tin, thực hiện ở LSR lối ra.
• Swap : hoán đổi nhãn, dựa vào LFIB thay đổi nhãn cũ bằng nhãn mới,
thực hiện ở LSR trung gian.

1.2.3.4. Các loại nhãn ngõ ra đặc biệt
• Untagged : gói MPLS đến được chuyển thành gói IP và chuyển đến
đích, nhãn này được sử dụng trong MPLS VPN.
GVHD: ThS. Trần Xuân Trường SVTH: Lê Đình Anh
Đồ án tốt nghiệp 11 Tổng quan MPLS
• Implicit-null (pop label) : nhãn này được gán khi nhãn trên cùng của
gói MPLS đến được gỡ bỏ và gói đó được chuyển tiếp đến router xuôi
dòng kế tiếp. Giá trị của nhãn là 3 và nhãn được sử dụng khi thực hiện
gỡ nhãn ở nút áp cuối.
• Explicit-null : được sử dụng khi ta muốn bảo toàn giá trị EXP của
nhãn trên cùng trong gói đến. Nhãn trên cùng được hoán đổi với nhãn
có giá trị 0 và chuyển tiếp như là 1 gói MPLS đến router xuôi dòng kế
tiếp. Nhãn này được sử dụng trong QoS MPLS.
• Aggregate : với nhãn này gói MPLS được chuyển thành gói IP (bằng
cách gỡ bỏ tất cả các nhãn trong chồng nhãn của gói đến) và LSR sẽ
tìm trong bảng cơ sở thông tin chuyển tiếp FIB (Forwarding
Information Base) để xác định giao tiếp ngõ ra đến đích.
1.3. Các thành phần của MPLS
1.3.1. Router chuyển mạch nhãn (LSR-Label Switching Router)
LSR là một thiết bị thực hiện điều khiển và chuyển tiếp MPLS. LSR chuyển tiếp
gói dựa trên giá trị nhãn trong gói.
LSR là các router hỗ trợ MPLS hoặc chuyển mạch ATM hỗ trợ MPLS sử dụng
nhãn để chuyển tiếp lưu lượng. Một bước cơ bản trong chuyển mạch nhãn là các
router thỏa thuận các nhãn mà nó sử dụng để chuyển tiếp nhãn. Điều này được thực
hiện dựa trên các giao thức phân phối nhãn như CR-LDP, RSVP hoặc LDP.
Có 2 loại LSR:
• LSR lõi hay LSR quá giang (core hay transit LSR): nằm bên trong
mạng MPLS và thực hiện chức năng chuyển tiếp gói. Chúng sẽ không
kiểm tra header của gói tin mà chỉ thực hiện hoán đổi nhãn và chuyển
tiếp gói dựa trên hoạt động tìm kiếm nhãn đơn giản.

• Router chuyển mạch nhãn biên (LER): là các nút ở biên của miền
MPLS. Các nút này có thể đặt ở ngõ vào và ngõ ra của mạng MPLS.
LSR lối vào nhận gói IP, thực hiện tìm kiếm trong bảng định tuyến
lớp 3, sau đó phân loại gói bằng cách nhóm các gói vào trong các
FEC, chỉ định nhãn và chuyển tiếp gói tin được dán nhãn đến router
GVHD: ThS. Trần Xuân Trường SVTH: Lê Đình Anh
Đồ án tốt nghiệp 12 Tổng quan MPLS
lõi. LSR lối ra gỡ bỏ nhãn và chuyển tiếp gói IP đến đích dựa trên địa
chỉ đích trong gói IP.
1.3.2. Đường chuyển mạch nhãn (LSP – Label Switched 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 các gói đi xuyên qua mạng.
Đường dẫn của một LSP qua mạng được định nghĩa bởi sự chuyển đổi các giá trị
nhãn ở các LSR dọc theo LSP bằng cách dùng thủ tục hoán đổi nhãn.
Hình 1-5 : Đường chuyển mạch nhãn LSP
LSP được cung cấp bởi các giao thức như LDP, RSVP-TE,CR-LDP hoặc BGP.
LSP có thể xem như là con đường bao gồm một tập các router mà các gói thuộc
về 1 FEC nào đó đi qua để đến đích.
LSP cho phép sử dụng chồng nhãn. Vì vậy có thể có các LSP khác nhau tại các
mức nhãn khác nhau để 1 gói đến đích. LSP là đơn hướng (các gói tin không thể đi
ngược trở lại). Để xây dựng LSP, LSR phải sử dụng các giao thức định tuyến và các
tuyến được học từ các giao thức này.
Thiết lập LSP : thiết lập LSP có thể thực hiện theo 2 cách:
• Điều khiển độc lập:
LSR tự chọn một nhãn trong số các nhãn chưa được sử dụng trong bảng LIB cho
một FEC cụ thể và cập nhật LFIB. Sau đó, thông tin kết nhãn cục bộ này sẽ được
gửi đến các LSR láng giềng của nó sử dụng giao thức phân phối nhãn LDP. Các
láng giềng sau khi nhận thông tin này sẽ kiểm tra sự hiện diện của kết nhãn cục bộ
trong bảng LFIB. Nếu có, nó sẽ gán nhãn ngõ ra cho chỉ mục đó bằng giá trị nhãn
GVHD: ThS. Trần Xuân Trường SVTH: Lê Đình Anh

Đồ án tốt nghiệp 13 Tổng quan MPLS
nhận được. Lúc này bảng LFIB đã sẵn sàng cho việc chuyển tiếp gói. Nếu không,
nó có 2 lựa chọn: loại bỏ hoặc là giữ lại thông tin.
Hình 1-6 : Thiết lập LSP điều khiển độc lập
• Điều khiển theo thứ tự:
Hình 1-7: Thiết lập LSP điều khiển theo thứ tự
Việc gán nhãn được thực hiện theo thứ tự từ LSR lối ra đến LSR lối vào của
LSP. Việc thiết lập LSP có thể bắt nguồn từ LSR lối vào hoặc LSR lối ra. Điểm
thiết lập này sẽ lựa chọn LSR và các LSR dọc theo LSP đó cũng phải sử dụng cùng
FEC. Phương pháp điều khiển này yêu cầu các thông tin ràng buộc nhãn lan truyền
qua tất cả các LSR trước khi thiết lập LSP. Điều này dẫn đến thời gian hội tụ chậm
hơn nhưng lại có khả năng ngăn ngừa vòng lặp tốt hơn phương pháp điều khiển độc
lập.
1.4. Kiến trúc nút MPLS
GVHD: ThS. Trần Xuân Trường SVTH: Lê Đình Anh
Đồ án tốt nghiệp 14 Tổng quan MPLS
Hình 1-8 : Kiến trúc cơ bản của một nút MPLS
Nút MPLS bao gồm 2 mặt phẳng kiến trúc: mặt phẳng chuyển tiếp MPLS và
mặt phẳng điều khiển MPLS. Các nút MPLS có khả năng thực hiện chức năng định
tuyến
lớp 3 cũng như chuyển mạch lớp 2 cùng với chức năng chuyển mạch gói
được dán
nhãn.
1.4.1. Mặt phẳng chuyển tiếp MPLS
Mặt phẳng chuyển tiếp MPLS chịu trách nhiệm chuyển tiếp gói dựa trên các
giá trị chứa trong nhãn đính kèm. Mặt phẳng chuyển tiếp sử dụng 1 cơ sở thông tin
chuyển tiếp nhãn LFIB (Label Forwarding Information Base) để chuyển tiếp gói tin
được dán nhãn. Mỗi nút MPLS duy trì 2 bảng
liên quan đến việc chuyển tiếp
MPLS là cơ sở thông tin nhãn LIB (Label Information Base) và cơ sở thông tin

chuyển tiếp nhãn LFIB. LIB chứa tất cả các nhãn được gán bởi nút MPLS đó và ánh
xạ các nhãn đó với nhãn nhận được từ các nút MPLS lân cận. LFIB sử dụng 1 nhóm
nhỏ các nhãn chứa trong LIB để thực hiện chức năng chuyển tiếp gói.
1.4.1.1. Cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn LFIB.
GVHD: ThS. Trần Xuân Trường SVTH: Lê Đình Anh
Đồ án tốt nghiệp 15 Tổng quan MPLS
Trong mạng IP, quyết định chuyển tiếp gói được xác lập bằng cách thực hiện tra
cứu địa chỉ đích trong bảng FIB để xác định Hop kế và giao diện ra. Trong mạng
MPLS, mỗi LSR duy trì một bảng LFIB riêng rẽ và tách biệt với FIB. Bảng LFIB
có hai loại Entry là ILM (Incoming Lable Map) và FTN (FEC-To-NHLFE).
Hình 1 -9: FTN, ILM và NHLFE.
NHLFE (Next Hop Lable Forwarding Entry) là Subentry chứa các trường như
địa chỉ Hop kế, các tác vụ Stack nhãn, giao diện ra và thông tin mào đầu lớp 2. ILM
ánh xạ một nhãn đến một hoặc nhiều NHLFE. Nhãn trong gói đến sẽ dùng để chọn
một Entry ILM cụ thể nhằm xác định NHLFE. Còn FTN ánh xạ mỗi FEC vào một
hoặc nhiều NHLFE. Nhờ các Entry FTN, gói chưa có nhãn được chuyển thành gói
có nhãn.
Như vậy, khi một gói không nhãn thuộc một FEC đi vào miền MPLS, LER lối
vào sẽ sử dụng một entry LFIB loại FTN để chuyển gói không nhãn thành gói có
nhãn. Sau đó, tại các Transit-LSR sử dụng một loại entry LFIB loại ILM để hoán
đổi nhãn vào bằng nhãn ra. Cuối cùng, tại LER lối ra sử dụng một entry LFIB loại
ILM để gỡ bỏ nhãn đến và chuyển vào gói không nhãn đến router kế tiếp.
1.4.1.2. Thuật toán chuyển tiếp nhãn.
Các nút MPLS sử dụng giá trị nhãn trong các gói đến làm chỉ mục (entry) để tra
bảng LFIB. Khi tìm thấy chỉ mục tương ứng với nhãn đến, nút MPLS thay thế nhãn
GVHD: ThS. Trần Xuân Trường SVTH: Lê Đình Anh
Đồ án tốt nghiệp 16 Tổng quan MPLS
trong gói bằng nhãn ra và gửi gói đi giao diện ra để đến Hop kế được đặc tả trong
Subentry NHLFE. Nếu Subentry có chỉ định hàng đợi ra, nút MPLS sẽ đặt gói trên
hàng đợi đã chỉ định. Trường hợp nút MPLS duy trì một LFIB riêng cho mỗi giao

diện, nó sẽ dùng LFIB của giao diện mà gói đến để tra cứu chuyển tiếp gói.
Hình 1-10: Thuật toán chuyển tiếp nhãn.
Nút MPLS có thể lấy, định vị được các thông tin chuyển tiếp cần thiết trong
LFIB chỉ trong một lần truy xuất bộ nhớ, tốc độ thực thi rất cao nhờ các chip ASCI.
1.4.1.3. NHLFE (Next Hop Lable Forwarding Entry)
NHLFE là Subentry 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 Datalink để sử dụng khi truyền gói.
• Cách thức mã hóa stack nhãn khi truyền gói
• Bất kỳ các thông tin khác cần thiết để xử lý gói một cách chính xác.
1.4.2. Mặt phẳng điều khiển MPLS
Mặt phẳng điều khiển chịu trách nhiệm tạo ra và lưu trữ LFIB. Tất cả các nút
MPLS phải chạy cùng 1 giao thức định tuyến IP để trao đổi thông tin định tuyến với
tất cả các nút trong mạng. Các giao thức trạng thái liên kết (link-state) như OSPF và
IS-IS được chọn vì chúng cung cấp cho mỗi nút MPLS thông tin của toàn mạng.
GVHD: ThS. Trần Xuân Trường SVTH: Lê Đình Anh
Đồ án tốt nghiệp 17 Tổng quan MPLS
Trong các router thông thường, bảng định tuyến IP được sử dụng để xây dựng cơ sở
thông tin chuyển tiếp được sử dụng bởi Cisco Express Forwarding (CEF). Tuy
nhiên, trong MPLS bảng định tuyến IP cung cấp thông tin về mạng đích và subnet
prefix được sử dụng để hoán đổi nhãn.
1.4.3. Hoạt động của MPLS
Khi một gói tin vào mạng MPLS, các bộ định tuyến chuyển mạch nhãn không
thực hiện chuyển tiếp theo từng gói mà thực hiện phân loại gói tin vào trong các lớp
tương đương chuyển tiếp FEC, sau đó các nhãn được ánh xạ vào trong các FEC.
Một giao thức phân bổ nhãn LDP được xác định và chức năng của nó là để ấn định
và phân bổ các ràng buộc FEC/nhãn cho các bộ định tuyến chuyển mạch nhãn LSR.
Khi LDP hoàn thành nhiệm vụ của nó, một đường dẫn chuyển mạch nhãn LSP được

xây dựng từ lối vào tới lối ra. Khi các gói vào mạng, LSR lối vào kiểm tra nhiều
trường trong tiêu đề gói để xác định xem gói thuộc về FEC nào. Nếu đã có một ràng
buộc nhãn/FEC thì LSR lối vào gắn nhãn cho gói và định hướng nó tới giao diện
đầu ra tương ứng. Sau đó gói được hoán đổi nhãn qua mạng cho đến khi nó đến
LSR lối ra, lúc đó nhãn bị loại bỏ và gói được xử lý tại lớp 3. Hiệu năng đạt được ở
đây là nhờ việc đưa quá trình xử lý lớp 3 tới biên của mạng và chỉ thực hiện 1 lần
tại đó thay cho việc xử lý tại từng nút trung gian như của IP. Tại các nút trung gian
việc xử lý chỉ là tìm sự phù hợp giữa nhãn trong gói và thực thể tương ứng trong
bảng kết nối LSR và sau đó hoán đổi nhãn - quá trình này thực hiện bằng phần
cứng.
GVHD: ThS. Trần Xuân Trường SVTH: Lê Đình Anh
Đồ án tốt nghiệp 18 Tổng quan MPLS
Hình 1-11: Hoạt động của MPLS
1.5. Giao thức phân phối nhãn
1.5.1. Giới thiệu
Giao thức phân phối nhãn được nhóm nghiên cứu MPLS của IETF xây dựng và
ban hành có tên là RFC 3036. Phiên bản mới nhất được công bố năm 2001 đưa ra
những định nghĩa và nguyên tắc hoạt động của giao thức LDP.
Hình 1-12: Giao thức LDP
Giao thức phân phối nhãn được sử dụng trong quá trình gán nhãn cho các gói
tin, là giao thức điều khiển tách biệt được các LSR sử dụng để trao đổi và điều phối
quá trình gán nhãn trên một FEC. Giao thức này là một tập hợp thủ tục trao đổi các
nhãn bản tin cho phép các LSR sử dụng giá trị nhãn thuộc FEC nhất định để truyền gói
tin.
Một kết nối TCP được thiết lập giữa các LSR đồng cấp để đảm bảo các bản tin
GVHD: ThS. Trần Xuân Trường SVTH: Lê Đình Anh
Đồ án tốt nghiệp 19 Tổng quan MPLS
LDP đ
ược truyền theo
đ

úng thứ tự. Các bản tin LDP có thể xuất phát từ bất kỳ
một LSR
hay từ LSR biên lối ra và chuyển từ LSR phía trước đến LSR phía sau cận
kề. Việc trao đổi các bản tin LDP có thể được khởi phát bởi sự xuất hiện của luồng
số liệu đặc biệt, bản tin lập dự trữ RSVP hay cập nhật thông tin định tuyến. Khi một
cặp LSR đã trao đổi bản tin LDP cho một FEC nhất định thì một đường chuyển mạch
LSP từ đầu vào đến đầu ra được thiết lập sau khi mỗi LSR ghép nhãn đầu vào với
đầu ra tương ứng trong LIB của nó.
1.5.2. Hoạt động của LDP
LDP có 4 chức năng chính là:
• Discovery: Thông báo và duy trì sự tồn tại của một LSR trên mạng
•
Session: Thiết lập, duy trì và xóa các phiên làm việc giữa các
ngang cấp LDP.
• Advertisement: Tạo, thay đổi và xóa các ánh xạ nhãn cho các FEC
• Notification: Cung cấp thông tin trạng thái, chẩn đoán và thông tin lỗi
Phát hiện LSR lân cận:
Thủ tục phát hiện LSR lân cận của LDP chạy trên
UDP và thực hiện như sau
Một LSR định kỳ gửi bản tin Hello tới tất cả giao diện của nó. Những bản tin
này được gửi trên UDP, với địa chỉ multicast của tất cả router trên mạng con. Tất cả
các LSR tiếp nhận bản tin Hello này trên cổng UDP. Như vậy, tại một thời điểm nào
đó LSR sẽ biết được tất cả các LSR khác mà nó có thể kết nối trực tiếp. Khi LSR nhận
biết được địa chỉ của LSR khác bằng cơ chế này thì nó sẽ thiết lập kết nối TCP đến
LSR đó.Khi đó phiên LDP được thiết lập giữa 2 LSR. Phiên LDP là phiên hai chiều có
nghĩa là mỗi LSR ở hai đầu kết nối đều có thể yêu cầu và gửi ràng buộc nhãn.
Trong trường hợp các LSR không kết nối trực tiếp trong một mạng con, người ta
sử dụng một cơ chế bổ sung như sau:
LSR định kỳ gửi bản tin Hello trên UDP đến điạ chỉ IP đã được khai báo khi lập
cấu hình. Phía nhận bản tin này có thể trả lời lại bằng bản tin Hello khác truyền

ngược lại đến LSR gửi và việc thiết lập các phiên LDP được thực hiện như trên
GVHD: ThS. Trần Xuân Trường SVTH: Lê Đình Anh
Đồ án tốt nghiệp 20 Tổng quan MPLS
Hình 1-13: Thủ tục phát hiện LSR lân cận
Thông thường trường hợp này hay được áp dụng khi giữa hai LSR có một
đường LSP cho điều khiển lưu lượng và nó yêu cầu phải gửi các gói có nhãn qua
đường LSP đó.
1.5.3. Các bản tin LDP
1.5.3.1. Mào đầu bản tin LDP
Mỗi một bản tin LDP được gọi là đơn vị dữ liệu giao thức PDU, được bắt đầu
bằng tiêu đề bản tin và sau đó là các bản tin LDP.
Hình 1-14: Mào đầu LDP
• Phiên bản (Version): Số phiên bản của giao thức, hiện tại là phiên bản 1.
• Độ dài PDU(PDU Length): Tổng độ dài của PDU tính theo octet,
không tính trường phiên bản và trường độ dài.
• Nhận dạng LDP (LDP Indentifier): Nhận dạng không gian nhãn của
LSR gửi bản tin này. Bốn octet đầu tiên chứa địa chỉ IP được gán cho
LSR: nhận dạng bộ định tuyến. Hai octet cuối nhận dạng không gian
GVHD: ThS. Trần Xuân Trường SVTH: Lê Đình Anh
Đồ án tốt nghiệp 21 Tổng quan MPLS
nhãn bên trong LSR.Với LSR có không gian nhãn lớn, trường này có
giá trị bằng 0.
1.5.3.2. Khuôn dạng bản tin LDP
Tất cả các bản tin LDP có khuôn dạng sau:
Hình 1-15: Khuôn dạng bản tin LDP
• Bit U: bit bản tin chưa biết. Nếu bit này bằng 1 thì nó không thể được
thông dịch bởi phía nhận, lúc đó bản tin bị bỏ qua mà không có phản
hồi.
• Kiểu bản tin (Message Type): Chỉ ra kiểu bản tin là gì.
• Chiều dài bản tin (Message Length): Chỉ ra chiều dài của các phần

nhận dạng bản tin, các thông số bắt buộc, và các thông số tuỳ chọn.
•
Nhận dạng bản tin (Message ID): là một số nhận dạng duy nhất bản
tin. Trường này có thể
được sử dụng để kết hợp các bản tin thông báo
với một bản tin khác.
• Các tham số bắt buộc, và tham số tuỳ chọn tuỳ thuộc vào từng bản tin
LDP.
Về mặt nguyên lý, mọi thứ xuất hiện trong bản tin LDP có thể được mã hoá theo
TLV, nhưng các đặc tả LDP không phải luôn luôn sử dụng lược đồ TLV. Nó không
được sử dụng khi nó không cần thiết và sự sử dụng của nó sẽ gây lãng phí không gian.
Chẳng hạn không cần thiết phải sử dụng khuôn dạng TLV nếu chiều dài của giá trị
là cố định hay kiểu của giá trị được biết và không phải chỉ định một nhận dạng kiểu.
1.5.3.3. Các bản tin và chức năng của bản tin trong LDP
Bao gồm các bản tin LDP:
- Bản tin thông báo (Notification Message) : Bản tin này được sử dụng bởi một
LSR để thông báo với các LSR đồng cấp khác về trạng thái mạng là đang
trong điều kiện bình thường hay bị lỗi. Khi LSR nhận được một bản tin
GVHD: ThS. Trần Xuân Trường SVTH: Lê Đình Anh
Đồ án tốt nghiệp 22 Tổng quan MPLS
thông báo về một lỗi, nó sẽ ngắt phiên truyền ngay lập tức bằng việc đóng
phiên kết nối TCP lại và xoá bỏ các trạng thái liên quan đến phiên truyền này.
- Bản tin Hello: Bản tin này dùng để trao đổi giữa 2 LDP đồng cấp.
- Bản tin Initilization: Các bản tin thuộc loại này được gửi khi bắt đầu một
phiên LDP giữa 2 LSR để trao đổi các tham số, các đại lượng tuỳ chọn cho
phiên. Các tham số này bao gồm:
 Chế độ phân phối nhãn
 Các giá trị định thời
 Phạm vi các nhãn sử dụng trong kênh giữa 2 LSR đó
Cả hai LSR đều có thể gửi các bản tin Initilization và LSR nhận sẽ nhận trả

lời bằng Keep Alive nếu các tham số được chấp nhận. Nếu có một tham số
nào đó không được chấp nhận thì LSR trả lời thông báo và phiên kết thúc.
- Bản tin Keep Alive: Bản tin này dùng để trao đổi giữa các thực thể đồng cấp
để giám sát tính ổn định và liên tục của việc hỗ trợ của một kết nối TCP trong
một phiên LDP. Các bản tin này được gửi định kỳ khi không có bản tin nào
được gửi để đảm bảo cho mỗi thành phần LDP biết rằng thành phần LDP
khác đang hoạt động tốt. Trong trường hợp không xuất hiện bản tin Keep
Alive hay một số bản tin khác của LDP trong khoảng thời gian nhất định thì
LSR sẽ cho rằng kết nối bị hỏng và phiên truyền sẽ bị dừng.
- Bản tin Address: Bản tin này được gửi đi bởi một LSR tới các LDP đồng cấp
để thông báo các địa chỉ giao diện của nó. Một LSR khác nhận bản tin mang
địa chỉ
này để duy trì cơ sở dữ liệu, để ánh xạ trường nhận dạng và các địa
chỉ chặng
tiếp theo giữa các LDP đồng cấp.
- Bản tin Address Withdraw (Bản tin huỷ bỏ địa chỉ): Bản tin này dùng để xoá
địa chỉ đã được thông báo trước đó. Danh sách địa chỉ TLV chứa một loạt các
địa chỉ đang được yêu cầu cần xoá bỏ bởi LSR.
- Bản tin Label Mapping (Bản tin ánh xạ nhãn): Các bản tin ánh xạ nhãn được
sử dụng để quảng bá liên kết giữa FEC và nhãn giữa các thực thể đồng
cấp.Bản tin này được sử dụng khi có sự thay đổi trong bảng định tuyến
( thay đổi tiền tố địa chỉ ) hay thay đổi trong cấu hình và LSR tạm dừng
việc
chuyển nhãn các gói trong FEC đó.
Nếu một LSR phân phối một ánh xạ đối với một FEC tới nhiều thực thể
đồng cấp LDP, vấn đề cục bộ được đặt ra là liệu nó ánh xạ một nhãn đơn tới
GVHD: ThS. Trần Xuân Trường SVTH: Lê Đình Anh
Đồ án tốt nghiệp 23 Tổng quan MPLS
FEC này và phân phối sự ánh xạ này tới tất cả các thực thể LDP đồng cấp
của nó hay sử dụng các ánh xạ khác nhau cho từng LDP khác nhau.

- Bản tin Label Withdraw (Bản tin xóa nhãn): Bản tin này có nhiệm vụ ngược
lại so với bản tin ánh xạ địa chỉ, được sử dụng để xoá bỏ các liên kết giữa
các
FEC và các nhãn vừa thực hiện. Bản tin này được gửi tới một thực thể
đồng cấp để thông báo rằng nút không còn tiếp tục sử dụng các liên kết nhãn-
FEC mà LSR đã gửi trước đó
- Bản tin Label Request (Bản tin yêu cầu nhãn) : bản tin nàyđược LSR sử dụng
để yêu cầu một LDP đồng cấp cung cấp một sự kết hợp nhãn ( Binding ) cho
một FEC. Một LSR có thể phát bản tin yêu cầu nhãn dưới bất kỳ một trong
những trường hợp sau:
 LSR nhận ra một FEC mới thông qua bảng chuyển tiếp và hop
tiếp theo là một thực thể LDP đồng cấp nhưng LSR không có
ánh xạ từ hop tiếp theo đối với FEC đã cho.
 Có sự thay đổi FEC của chặng tiếp theo nhưng LSR không có
sự ánh xạ từ chặng tiếp theo đối với FEC đã cho.

LSR nhận một yêu cầu nhãn đối với một FEC từ một LDP
đồng cấp lên
FEC hop tiếp theo là một LDP đồng cấp và
LSR
không ánh xạ nhãn cho chặng tiếp theo
- Bản tin giải phóng nhãn (Label Release Message): Bản tin này được LSR sử
dụng khi nhận được chuyển đổi nhãn mà nó không cần thiết nữa. LSR phải
phát bản tin giải phóng nhãn này dưới bất kỳ một trong những trường hợp sau:
 LSR gửi ánh xạ nhãn không thuộc Hop tiếp theo đối với một
FEC đã được ánh xạ và LSR được cấu hình để duy trì cho quá
trình hoạt động.

LSR nhận một ánh xạ nhãn từ một LSR mà chúng không phải
là của Hop

tiếp theo đối với một FEC và LSR được cấu hình
cho việc duy trì quá trình hoạt động.
Ở chế độ hoạt động gán nhãn theo yêu cầu từ phía trước, LSR sẽ yêu cầu
gán
nhãn từ LSR lân cận phía trước sử dụng bản tin Label Request. Nếu
bản tin
Label Request cần phải huỷ bỏ trước khi được chấp nhận (do nút kế
tiếp trong FEC yêu cầu đã thay đổi) thì LSR yêu cầu sẽ loại bỏ yêu cầu nhờ
GVHD: ThS. Trần Xuân Trường SVTH: Lê Đình Anh
Đồ án tốt nghiệp 24 Tổng quan MPLS
bản tin Label Request Abort.
-
Bản tin Label Abort Request ( Bản tin bỏ dở nhãn ): Bản tin này được sử
dụng để loại bỏ các bản tin yêu cầu nhãn bất thường .
1.5.4. Các chế độ phân phối nhãn
1.5.4.1. Chế độ xuôi dòng tự nguyện (Downstream unsolicated)
Hình 1-16: Chế độ xuôi dòng tự nguyện
LSR xuôi dòng phân phối các gán kết nhãn đến LSR ngược dòng mà không cần
có
yêu cầu thực hiện việc kết nhãn. Nếu LSR xuôi dòng chính là hop kế đối với
định
tuyến IP cho một FEC cụ thể thì LSR ngược dòng này có thể sử dụng kiểu
nhãn này để chuyển tiếp các gói trong FEC đó đến LSR xuôi dòng.
1.5.4.2. Chế độ xuôi dòng theo yêu cầu
LSR ngược dòng phải yêu cầu rõ ràng 1 gán kết nhãn cho 1 FEC cụ thể thì
LSR
xuôi dòng mới phân phối. Trong phương pháp này LSR xuôi dòng không nhất
thiết phải là hop kế đối với định tuyến IP cho FEC đó, điều này rất quan trọng đối
với các LSP định tuyến tường minh.
Hình 1-17: Chế độ xuôi dòng theo yêu cầu

1.5.5. Các chế độ duy trì nhãn
1.5.1.1. Duy trì nhãn tự do
Phía ngược dòng (LSR1) lưu giữ tất cả các kết nhãn nhận được, bất chấp việc
LSR xuôi dòng có phải là hop kế đối với định tuyến IP hay không. Ưu điểm chính
của duy trì nhãn tự do là có thể phản ứng nhanh với sự thay đổi định tuyến vì các gán
GVHD: ThS. Trần Xuân Trường SVTH: Lê Đình Anh
Đồ án tốt nghiệp 25 Tổng quan MPLS
kết nhãn đã có sẵn. Nhược điểm là LSR phải duy trì nhiều kết nhãn không sử dụng
và có thể gây vòng lặp định tuyến tạm thời khi thay đổi định tuyến.
Hình 1-18: Chế độ duy trì nhãn tự do
1.5.5.2. Duy trì nhãn bảo thủ
LSR ngược dòng hủy tất cả các kết nhãn khác, chỉ giữ lại các kết nhãn gửi từ
LSR xuôi dòng đang là hop kế hiện thời. Chế độ này có ưu điểm là duy trì số gán kết
FEC nhãn ít hơn nhưng đáp ứng chậm khi có thay đổi định tuyến vì gán kết nhãn mới
phải được yêu cầu và phân phối lại.
Hình 1-19: Chế độ duy trì nhãn bảo thủ
1.6. Ưu nhược điểm của MPLS
1.6.1. Ưu điểm
- Phương pháp chuyển mạch dựa trên nhãn cho phép các router và các chuyển
mạch ATM
hỗ trợ MPLS thực hiện quyết định chuyển tiếp dựa trên nhãn
đơn giản thay vì thực
hiện tìm kiếm tuyến dựa trên địa chỉ đích phức tạp. Kĩ
thuật này mang lại những lợi ích sau:
• VPN: sử dụng MPLS, các nhà cung cấp dịch vụ có thể tạo ra các mạng
riêng ảo VPN sử dụng hạ tầng mạng của mình để cung cấp cho nhiều khách
hàng cùng lúc và không cần phải mã hóa các ứng dụng đầu cuối của người
dùng.
• Kĩ thuật lưu lượng : Cung cấp khả năng thiết lập 1 hoặc nhiều con đường
GVHD: ThS. Trần Xuân Trường SVTH: Lê Đình Anh