cách thức định tuyến và báo hiệu trong mạng GMPLS.

NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ, CHO ĐIỂM
( Của giảng viên hướng dẫn)
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
Điểm: ………………………………….(bằng chữ:………………………………… )
……………., ngày tháng năm 2013
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
( Kí, họ tên)
1
NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ, CHO ĐIỂM
( Của giảng viên phản biện)
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
……………………………
Điểm: ………………………………….(bằng chữ:………………………………… )
……………., ngày tháng năm 2013
GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
( Kí, họ tên)
2
Đồ án tốt nghiệp đại học Mục lục

Sinh viên: Ngô Tuấn Việt – D09VT4
3
Đồ án tốt nghiệp đại học Mục lục

Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt
ATM Asynchronous Transfer mode Kiểu truyền tải đồng bộ

BGP Border Gateway Protocol
Giao thức cổng biên
CBR
Constraint Based Routing Định tuyến dựa trên cơ sở ràng buộc
CR-LDP
Constrant Label Distribution Protocol Giao thức phân phối nhãn ràng
CSPF
Contrant Shortest Path Find Thuật toán tìm đường ngắn nhất ràng
buộc
DWDM Dense Wave Division Multiplexing
Ghép kênh phân chia theo bước sóng
với mật độ cao
FA Forwarding Adjacency
Chuyển tiếp kế cận
FA-LSP FA-Label Switching Path
Đường chuyển mạch nhãn chuyển
tiếp kế cận
GMPLS
Generalized Multiprotocol Label
Switching
Chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng
quát
GMPLS
OSPF -TE
GMPLS Open Shortest Path First-
Traffic Engineering
Mở rộng của giao thức OSPF trong
miền GMPLS
ICMP Internet Control Message Protocol Giao thức bản tin điều khiển liên
mạng

IETF Internet Engineering Task Force
Nhóm đặc trách kỹ thuật Internet
IGM Internet Group Management Protocol Giao thức quản lý nhóm liên mạng
IP Internet Protocol
Giao thức Internet
IS-IS Intermediate System to Intermediate
System
Hệ thống trung gian đến hệ thống
trung gian
FSC Frame Check Sequence Trường kiểm tra khung
LDP Label Distribution Protocol Giao thức phân phối nhãn
Sinh viên: Ngô Tuấn Việt – D09VT4
4
Đồ án tốt nghiệp đại học Mục lục
LER Label Edge Router Bộ định tuyến nhãn biên
LSP
Lable Switched Path Đường chuyển mạch nhãn
LMP Link Management Protocol
Giao thức quản lý liên kết
LIB Label Ìnormation
Thông tin nhãn
LSA Link State Advertisements
Thông báo trạng thái liên kết
LSR Label Switching Router
Router chuyển mạch nhãn
MPLS Multi-Protocol Label Switching
Chuyển mạch nhãn đa giao thức
OSPF Open Shortest Path First Mở đường ngắn nhất đầu tiên
OSPF-TE OSPF- Traffic Engineering Kỹ thuật lưu lượng OSPF
OXC Optical Cross-connector

Bộ đấu nối chéo quang
QoS Quality of Service
Chất lượng dịch vụ
RIP Routing Information Protocol
Giao thức thông tin định tuyến
RFC Request For Comment
Đề nghị duyệt thảo và bình luận
RIB Routing Information Database
Cơ sở dữ liệu định tuyến
RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức dành riêng tài nguyên
RSVP-TE RSVP Traffic Engineering Kỹ thuật lưu lượng RSVP
SPF Shortest Path First
Đường đi ngắn nhất đầu tiên
TE Traffic Engineering
Kỹ thuật lưu lượng
TED Traffic Engineering Database
Cơ sở dữ liệu kỹ thuật lưu lượng
TLV Type-Length-Value
Thành phần quy định giá trị, độ dài,
loại trong các bản tin
Sinh viên: Ngô Tuấn Việt – D09VT4
5
Đồ án tốt nghiệp đại học Mục lục
TCP Transmission Control Protocol
Giao thức điều khiển truyền dẫn
WDM Wave Division Multiplexing
Ghép kênh phân chia theo bước sóng.
SDH Synchronous Digital Hierrachy
Hệ thống phân cấp số đồng bộ
Sinh viên: Ngô Tuấn Việt – D09VT4

6
Đồ án tốt nghiệp đại học Mục lục


Sinh viên: Ngô Tuấn Việt – D09VT4
7
Đồ án tốt nghiệp đại học Lời nói đầu

Hiện nay để đáp ứng được nhu cầu băng thông cho các ứng dụng dịch vụ thì
mạng truyền tải chủ yếu sẽ là các hệ thống truyền dẫn trên sợi quang. Sự đa dạng và
phức tạp trong quản lý các phần tử mạng tại các phân lớp mạng khác nhau là nhân tố
cơ bản thúc đẩy việc nghiên cứu giao thức GMPLS (Generalized Multi-Protocol Label
Switching) để thống nhất quản lý giữa các thực thể mạng không chỉ ở phương thức
chuyển mạch gói mà trong lĩnh vực chuyển mạch thời gian, không gian quản lý đồng
thời mở rộng chức năng hỗ trợ giao thức IP để thiết lập hoặc giải phóng các đường
chuyển mạch nhãn LSP cho mạng hỗn hợp bao gồm cả chuyển mạch gói, chuyển
mạch kênh, mạng quang.
Sự phát triển từ MPLS (Multi-Protocol Label Switching) thành GMPLS đã mở
rộng thêm các giao thức báo hiệu (RSVP-TE, CR-LDP) và giao thức định tuyến
(OSPF-TE, IS-IS-TE). Đó cũng là lý do em chọn đề tài này để tìm hiểu về cách thức
định tuyến và báo hiệu trong mạng GMPLS.
Nội dung đồ án gồm 4 phần chính sau:
Chương 1 : Tổng quan về công nghệ GMPLS
Chương 2 : Công nghệ GMPLS
Chương 3 : Định tuyến trong mạng GMPLS
Chương 4 : Báo hiệu trong mạng GMPLS
Do thời gian và hiểu biết còn hạn chế nên chắc chắn đồ án không tránh khỏi
nhiều thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ dẫn của các thầy cô giảng viên trong
trường và góp ý của các bạn để đồ án được hoàn thiện hơn.
Em xin cảm ơn các thầy cô giảng viên tại Học Viện công nghệ Bưu Chính Viễn

Thông cùng các thầy cô tại Viện khoa học kỹ thuật Bưu điện đã giảng dạy và giúp đỡ
em trong quá trình học tập cũng như thực hiện đồ án.
Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn ThS. Bùi Thị Thu Thủy – Viện Khoa Học
Kỹ Thuật Bưu Điện đã trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Hà Nội, ngày 20 tháng 11 năm 2013
Sinh viên
Ngô Tuấn Việt
Sinh viên: Ngô Tuấn Việt – D09VT4
8
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về công nghệ GMPLS
 !"#$%
Trong suốt thời kỳ phát triển của mạng internet, kỹ thuật chuyển mạch gói đã trở
thành một kỹ thuật có tiềm năng và vai trò quan trọng trong việc khai thác nguồn tài
nguyên hiệu quả nhất đặc biệt là công nghệ IP và ATM. Tuy công nghệ IP được phát
triển sau công nghệ ATM nhưng không vì thế mà nó hoàn hảo hơn người tiền nhiệm,
mỗi một công nghệ có những điểm mạnh và điểm yếu riêng. Vì vậy các nhà phát triển
đã tập trung nghiên cứu để kết hợp hai công nghệ mới này thành một và MPLS ra đời.
Sự ra đời của MPLS đóng một vai trò quan trọng trong việc định tuyến, chuyển
mạch và chuyển tiếp các gói qua mạng thế hệ sau cũng như giải quyết các vấn đề liên
quan tới khả năng mở rộng mạng.Bản thân MPLS là một công nghệ kết hợp từ công
nghệ chuyển mạch IP và ATM nên nó có thể hoạt động với các mạng Frame Relay và
chế độ truyền tải không đồng bộ ATM hiện nay để đáp ứng các nhu cầu dịch vụ của
người sử dụng. Tuy nhiên, với một mạng chuyển mạch quang, ý tưởng về “gắn nhãn”
lên các bước sóng hoặc các sợi quang là điều không thể. Do vậy, GMPLS ra đời nhằm
mở rộng khả năng hoạt động của MPLS như hỗ trợ chuyển mạch gói, chuyển mạch
bước sóng, chuyển mạch sợi quang Khi đó, với lớp quang, hệ thống sẽ có dung
lượng truyền dẫn lớn và khả năng cấu hình mềm dẻo các chuyển mạch quang OXC
(Optical cross-connect).
GMPLS vốn là sự phát triển lên từ MPLS nên trong chương này sẽ chú trọng nhấn
mạnh các tính năng cũng như đặc điểm, cơ chế hoạt động của chuyển mạch nhãn làm

tiền đề nghiên cứu nội dung các chương sau.
&'&'()*)*+,$
Sự phát triển đột biến của IP, sự tăng trưởng theo cấp số nhân của thuê bao
Internet đã là một thực tế không ai có thể phủ nhận. Hiện nay, lượng dịch vụ lớn nhất
trên các mạng đường trục trên thực tế đều là từ IP. Trong công tác tiêu chuẩn hoá các
loại kĩ thuật, việc đảm bảo tốt hơn cho IP đã trở thành trọng điểm của công tác nghiên
cứu.
IP là giao thức liên mạng phi kết nối. Việc chuyển gói tin thực hiện theo cơ chế
phi kết nối. 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 gồm địa chỉ của bên nhận địa chỉ
là số duy nhất trong toàn mạng và mang đầy đủ thông tin cần cho việc chuyển gói tới
đích. Từ khi giao thức này ra đời, nó nhanh chóng trở thành giao thức liên mạng thông
dụng nhất. Ngày nay gần như các liên mạng công cộng sử dụng giao thức IP. Mạng IP
có mặt ở khắp mọi nơi, mạng Internet toàn cầu hiện nay cũng đang sử dụng giao thức
IP.
Bên cạnh những ưu điểm tuyệt vời của giao thức IP (như khả năng định tuyến),
nó cũng có không ít những nhược điểm (như khả năng quản lý chất lượng dịch vụ),
các nhà cung cấp mạng trong quá trình phát triển đã liên tục bổ sung các giao thức,
thuật toán mới (chẳng hạn các giao thức QoS như: RSVP, IntServ, DiffServ, giao thức
Sinh viên: Ngô Tuấn Việt – D09VT4
9
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về công nghệ GMPLS
IPSec, RTP/RTCP hay các thuật toán tăng tốc độ tìm kiếm địa chỉ trong bảng định
tuyến) để có thể khắc phục các nhược điểm của mạng IP. Nhưng cái gì cũng có giới
hạn của nó, khi nhu cầu sử dụng dịch vụ của người sử dụng tăng lên cả về loại hình lẫn
chất lượng dịch vụ thì mọi sự bổ sung là không đủ và cần có những công nghệ mạng
mới có bản chất khác (không là giải pháp phi kết nối) đáp ứng yêu cầu QoS tốt hơn.
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. Mặt khác, IP cũng không hỗ trợ chất lượng dịch vụ.

&'-'()*)*+,
Cùng với sự phát triển của Internet và tăng tốc độ xử lý của bộ định tuyến là sự
phát triển mạnh trong lĩnh vực chuyển mạch. ATM có thể mang mọi luồng thông tin
như thoại, dữ liệu, video, phân mảnh nó thành các gói có kích thước cố định (gọi là
cell), và sau đó truyền tải các cell trên đường dẫn đã được thiết lập trước, gọi là kết nối
ảo.
Công nghệ ATM dựa trên cơ sở phương pháp chuyển mạch gói, thông tin được
nhóm vào các gói tin có chiều dài cố định. Trong đó, vị trí của gói không phụ thuộc
vào đồng hồ đồng bộ, và dựa trên nhu cầu bất kì của kênh trước. Các chuyển mạch
ATM cho phép hoạt động với nhiều tốc độ và dịch vụ khác nhau.
ATM có hai đặc điểm quan trọng:
- Thứ nhất, ATM sử dụng các gói có kích thước nhỏ và cố định gọi là các tế bào
ATM, các tế bào nhỏ với tốc độ truyền lớn sẽ làm cho trễ truyền lan và biến động trễ
giảm đủ nhỏ đối với các dịch vụ thời gian thực, cũng sẽ tạo điều kiện cho việc kết hợp
kênh ở tốc độ cao được dễ dàng hơn.
- Thứ hai, ATM có khả năng nhóm một vài kênh ảo thành một đường ảo nhằm
giúp cho việc định tuyến được dễ dàng.
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 tay hoặc thiết lập một
cách tự động thông qua báo hiệu. Mặt khác, 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 suốt thời gian kết nối.
Trong quá trình thiết lập kết nối, các tổng đài ATM trung gian cung cấp cho kết
nối một nhãn. Việc này nhằm 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 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 tiếp tế bào qua tổng đài ATM cũng tương tự việc chuyển gói
tin qua router.ATM có thể chuyển mạch nhanh hơn vì nhãn gắn trên cell có kích thước

cố định, kích thước bảng chuyển tin nhỏ hơn nhiều so với của IP router và việc này
Sinh viên: Ngô Tuấn Việt – D09VT4
10
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về công nghệ GMPLS
được thực hiện trên các thiết bị phần cứng chuyên dụng. Do vậy, thông lượng của tổng
đài ATM thường lớn hơn thông lượng của IP router truyền thống.
Do có khả năng hỗ trợ truyền dữ liệu, thoại, và video với chất lượng cao trên
một số các công nghệ băng tần cao khác nhau, ATM từng được xem như là công nghệ
chuyển mạch hứa hẹn và thu hút nhiều sự quan tâm. Tuy nhiên, hiện nay cũng như
trong tương lai hệ thống toàn ATM sẽ không phải là sự lựa chọn phù hợp nhất.
Đối với các ứng dụng có thời gian kết nối ngắn, thì môi trường hướng kết nối
dường như lại không thích hợp do thời gian để thiết lập kết nối cũng như tỷ lệ phần
thông tin mào đầu lại quá lớn. Với các loại lưu lượng như vậy thì môi truờng phi kết
nối với phương thức định tuyến đơn giản, tránh phải sử dụng các giao thức báo hiệu
phức tạp sẽ phù hợp hơn.
&'.'()*)*+,$%
Chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS) là kết quả của quá trình phát triển
nhiều giải pháp chuyển mạch IP, được chuẩn hoá bởi IETF. Tên gọi của nó bắt nguồn
từ thực tế đó là hoán đổi nhãn được sử dụng như là kỹ thuật chuyển tiếp nằm ở bên
dưới. Sử dụng từ “đa giao thức” trong tên của nó có nghĩa là nó có thể hỗ trợ nhiều
giao thức lớp mạng, không chỉ riêng IP. Ngoài ra các nhà cung cấp mạng có thể cấu
hình và chạy MPLS trên các công nghệ lớp 2 khác nhau như Fram Relay … không chỉ
riêng ATM. Về mặt kiến trúc điều này là đúng, nhưng trong thực tế MPLS thường tập
trung vào việc vận chuyển các dịch vụ IP trên nền ATM.
MPLS là giải pháp nhằm liên kết định tuyến lớp mạng và cơ chế hoán đổi nhãn
thành một giải pháp đơn nhất để đạt được các mục tiêu sau:
• Cải thiện hiệu năng định tuyến
• Cải thiện tính mềm dẻo của định tuyến trên các mô hình xếp chồng truyền
thống.
• Tăng tính mềm dẻo trong quá trình đưa và phát triển các loại hình dịch vụ mới.

MPLS là một mô hình lai được thông qua bởi IETF kết hợp các đặc tính tốt nhất trong
cả hai gói tin định tuyến và chuyển mạch. Cụ thể MPLS có hiệu quả trong việc cung
cấp các dịch vụ IP qua mạng chuyển mạch ATM. Nó hỗ trợ các tuyến đường khác
nhau giữa một nguồn và một đích đến trên mộ định tuyền hoàn toàn dựa trên mạng
internet xương sống.
Hình 1.1 Mô hình chuyển mạch nhãn
Sinh viên: Ngô Tuấn Việt – D09VT4
11
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về công nghệ GMPLS
Mạng MPLS có khả năng chuyển các gói tin tại lớp 3 bằng việc sử dụng xử lý
từng gói và chuyển tiếp gói tin tại lớp 2 sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn. MPLS dựa trên
mô hình ngang cấp, vì vậy mỗi một thiết bị MPLS chạy một giao thức định tuyến IP,
trao đổi thông tin định tuyến với các thiết bị lân cận, và chỉ duy trì một không gian cấu
hình mạng và một không gian địa chỉ.
MPLS chia bộ định tuyến làm hai phần riêng biệt: chức năng chuyển gói tin
(Forwarding) và chức năng điều khiển (control). Phần chức năng chuyển gói tin với
nhiệm vụ gửi gói tin giữa các bộ định tuyến IP, sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn tương tự
như của ATM.Trong MPLS nhãn là một thực thể có độ dài cố định và không phụ
thuộc vào lớp mạng. Kỹ thuật hoán đổi nhãn về bản chất là việc tìm chặng kế tiếp của
gói tin trong một bảng chuyển tiếp nhãn, sau đó thay thế giá trị nhãn của gói rồi
chuyển ra cổng ra của bộ định tuyến. Việc này đơn giản hơn nhiều so với việc xử lý
gói tin thông thường và do vậy cải tiến khả năng của thiết bị.
&'.'&'/01+/2)2,30456)789)*$%
a) Nhãn (Label)
Nhãn là một thực thể có độ dài ngắn, cố định và không có cấu trúc bên trong.
Nhãn xác định đường mà gói sẽ đi qua. Nhãn không trực tiếp mã hoá thông tin của
mào đầu lớp mạng, như địa chỉ lớp mạng. Nhãn được gắn vào một gói tin cụ thể sẽ đại
diện cho một FEC mà gói tin đó được ấn định.
Thường thì một gói được ấn định cho một FEC (hoàn toàn hoặc một phần) dựa
địa chỉ đích lớp mạng của nó. Tuy nhiên nhãn không bao giờ là mã hoá của địa chỉ đó.

Dạng của nhãn phụ thuộc vào phương tiện truyền mà gói tin được đóng gói. Ví dụ các
gói ATM (tế bào) sử dụng giá trị VPI/ VCI như nhãn, Frame Relay sử dụng DLCI như
nhãn, một đoạn đệm được chèn thêm sử dụng cho nhãn. Khuôn dạng đoạn đệm gồm 4
byte có cấu trúc như hình sau.
Hình 1.2 Dạng nhãn MPLS chung
Đối với các khung PPP hay Ethernet giá trị nhận dạng giao thưc P-ID (hoặc
Ethertype) được chèn thêm vào mào đầu khung tương ứng để thông báo khung là
MPLS unicast hay multicast.
Sinh viên: Ngô Tuấn Việt – D09VT4
12
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về công nghệ GMPLS
b) Ngăn xếp nhãn (Label stack)
Đó là một tập hợp có thứ tự các nhãn gắn theo gói để truyền tải thông tin về
nhiều FEC mà gói nằm trong và về các LSP tương ứng mà gói đi qua. Ngăn xếp nhãn
cho phép MPLS hỗ trợ định tuyến phân cấp (một nhãn cho EGP và một nhãn cho IGP)
và tổ chức đa LSP trong một trung kế LSP. Mỗi mức trong ngăn xếp nhãn gắn liền với
mức phân cấp nào đó. Điều này tạo thuận lợi cho chế độ hoạt động đường hầm trong
MPLS.
c) Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn LSR (Label switching Router)
Là thiết bị (Router hay Switch) sử dụng trong mạng MPLS để chuyển các gói
tin bằng thủ tục phân phối nhãn. Có một số loại LSR cơ bản như sau: LSR, LSR biên,
ATM-LSR, ATM-LSR biên.
d) Các lớp chuyển tiếp tương đương FEC (Forwarding Equivalence Classes)
Các lớp chuyển tiếp tương đương (FEC) là khái niệm được dùng để chỉ một lớp
các gói được ưu tiên như sau (chúng đều gửi tới chặng tiếp theo như nhau) qua mạng
MPLS ngay cả khi có sự khác biệt giữa các gói tin này thể hiện trong mào đầu lớp
mạng.
e) Bảng chuyển tiếp chuyển mạch nhãn
Là bảng chuyển tiếp nhãn có chứa thông tin về nhãn vào, nhãn ra, giao diện
vào, giao diện ra.

f) Đường chuyển mạch nhãn LSP (Label Switching Path)
Là tuyến tạo ra từ đầu vào đến đầu ra của mạng MPLS dùng để chuyển tiếp gói
của một FEC nào đó sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn. LSP được thiết lập trước khi
truyền dữ liệu. MPLS cung cấp hai lựa chọn cho việc thiết lập LSP.
Định tuyến theo chặng : Mỗi LSR lựa chọn chặng tiếp theo một cách độc lập
cho một FEC nhất định. Phương pháp này giống với hiện nay đã được sử dụng trong
mạng IP. LSR sử dụng giao thức định tuyến có sẵn nào đó như OSPF, giao diện mạng
- mạng riêng ATM (PNNI)
Định tuyến tường minh (explicit): Định tuyến tường minh giống như định tuyến
nguồn. LSR lối vào (tức là LSR mà dữ liệu bắt đầu truyền) xác định danh sách các nút
mà ER-LSP truyền qua. Đường dẫn đã xác định có thể không tối ưu cũng được. Dọc
đường đi tài nguyên có thể được đặt trước để đảm bảo QoS cho lưu lượng dữ liệu.
Điều này làm giảm nhẹ kỹ thuật lưu lượng khắp mạng, và các dịch vụ phân biệt được
cung cấp bằng việc sử dụng các luồng dựa trên các chính sách hoặc phương thức quản
lý mạng.
g) Cơ sở dữ liệu nhãn(Label Database)
Là bảng kết nối trong LSR. Có chứa giá trị nhãn FEC được gắn vào cổng ra
cũng như thông tin về đóng gói phương tiện truyền.
Sinh viên: Ngô Tuấn Việt – D09VT4
13
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về công nghệ GMPLS
h) Gói tin dán nhãn
Gói tin dán nhãn là gói tin mà nhãn được mã hoá trong đó. Trong một vài
trường hợp, nhãn nằm trong mào đầu của gói tin dành riêng cho mục đích dán nhãn.
Trong các trường hợp khác, nhãn có thể được đặt chung vào trong mào đầu lớp mạng
và lớp liên kết dữ liệu miễn là ở đây có trường có thể dùng cho mục đích dán nhãn.
Công nghệ mã hoá được sử dụng phải phù hợp với cả thực thể mã hoá và thực thể giải
mã.
i) Ấn định và phân phối nhãn
Trong mạng MPLS, quyết định để kết hợp nhãn L cụ thể với một FEC M cụ thể

là do LSR phía trước thực hiện. LSR phía trước sau khi kết hợp sẽ thông báo với LSR
phía sau về kết hợp đó. Do vậy, các nhãn được LSR phía trước ấn định và các kết hợp
nhãn được phân phối theo hướng từ LSR phía trước tới LSR phía sau.
&'.'-'+:)+;+<)0456)0=>$%
1.3.2.1. Các thiết bị trong mạng
a)LSR (Label Switching Router)
LSR là thành phần quan trọng cơ bản của mạng MPLS. LSR là một thiết bị
định tuyến tốc độ cao trong lõi của một mang MPLS, nó tham gia vào việc thiết lập
các đường dẫn chuyển mạch nhãn (LSP) bằng cách sử dụng giao thức báo hiệu nhãn
thích ứng và thực hiện chuyển mạch tốc độ cao, lưu lượng số liệu dựa trên các đường
dẫn được thiết lập.
b) LER (Label Edge Router)
LER là một thiết bị hoạt động tại biên của mạng truy nhập và mạng lõi MPLS.
Các LER hỗ trợ đa cổng được kết nối tới cá mạng khác nhau ( chẳng hạn như Frame
Relaym ATM và Ethernet ). LER đóng vai trò quan trọng trong việc chỉ định và hủy
bỏ nhãn khi lưu lượn vào trong hay đi ra khỏi mạng MPLS. Sau đó tại lối vào nó thực
hiện việc chuyển tiếp lưu lượng vào mạng MPLS sau khi đã thiết lập LSP nhờ các giao
thức báo hiệu nhãn và phân bổ lưu lượng trở lại mạng truy nhập tại lối ra.
1.3.2.2. Đường chuyển mạch nhãn LSP
LSP: là một đường đi để gói tin qua mạng chuyển mạch nhãn trọn vẹn từ điểm
bắt đầu dán nhãn đến điểm nhãn bị loại bỏ khỏi gói tin. Các LSP được thiết lập trước
khi truyền dữ liệu.
Đường hầm LSP: LSP từ đầu tới cuối được gọi là đường hầm LSP, nó là chuỗi
liên tiếp các đoạn LSP giữa hai node kề nhau. Các đặc trưng của đường hầm LSP,
chảng hạn như phân bổ băng tần, được xác định bởi sự thỏa thuận giữa các node,
nhưng sau khi đã thỏa thuận, node lối vào ( bắt đầu của LSP ) xác định dòng lưu lượng
bằng việc chọn lựa nhãn của nó. Khi lưu lượng được được gửi qua đường hầm, các
node trung gian không kiểm tra nội dung của tiêu đề mà chỉ kiểm tra nhãn. Do đó,
Sinh viên: Ngô Tuấn Việt – D09VT4
14

Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về công nghệ GMPLS
phần lưu lượng còn lại được xuyên hầm qua LSP mà không phải kiểm tra. Tại cuối
đường hầm LSP, node lối ra loại bỏ nhãn và chuyển lưu lượng IP tới node IP.
Có thể sử dụng các đường hầm LSP để thực hiện các chính sách kỹ thuật lưu
lượng liên quan tới việc tối ưu hiệu năng mạng. Chẳng hạn, các đường hầm LSP có thể
được di chuyển tự động hay thủ công ra khỏi vùng mạng bị lỗi và tắc nghẽn. Ngoài ra,
nhiều đường hầm LSP song song có thể được thiết lập giữa hai node và lưu lượng giữa
hai node đó có thể được chuyển vào trong các đường hầm này theo các chính sách cục
bộ. Trong mạng MPLS các LSP được thiết lập bằng một trong ba cach đó là định
tuyến từng chặng, định tuyến rõ ràng và định tuyến cưỡng bức.
1.3.3. Các giao thức được sử dụng trong chuyển mạch nhãn
Tham gia vào quá trình truyền thông tin trong mạng MPLS có một số giao thức
như LDP, RSVP, CR-LDP, MPLS-BGP. Trong phần này chỉ đề cập đến hai giao thức
cơ bản được sử dụng trong MPLS là CR-LDP và RSVP.
1.3.3.1 Giao thức phân phối nhãn LDP
Giao thức phân phối nhãn được nhóm nghiên cứu MPLS của IETF xây dựng và
ban hành dưới tên 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.
Giao thức phân phối nhãn được sử dụng trong quá trình gán nhãn cho các gói
thông tin. Vị trí của giao thức LDP và các mối liên kết chức năng cơ bản của LDP với
các giao thức khác thể hiện trên. Giao thức LDP là giao thức điều khiển tách biệt được
các LSR sử dụng để trao đổi và điều phối quá trình gán nhãn/FEC. Giao thức này là
một tập hợp các thủ tục trao đổi các bản tin cho phép các LSR sử dụng giá trị nhãn
thuộc FEC nhất định để truyền các gói thông tin.
a) Cơ chế hoạt động
Một kết nối TCP được thiết lập giữa các LSR đồng cấp để đảm bảo các bản tin
LDP được truyền một cách trung thực theo đúng thứ tự. Các bản tin LDP có thể xuất
phát từ bất cứ một LSR (điều khiển đường chuyển mạch nhãn LSR độc lập) hay từ
LSR biên lối ra (điều khiển LSP theo lệnh) 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 phát hiện của

luồng số liệu đặc biệt, bản tin lập dự trữ RSVP hay cập nhập 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 nhãn đầu ra tương ứng trong LIB của nó. LDP có thể hoạt động giữa các LSR kết
nối trực tiếp hay không trực tiếp.
Sinh viên: Ngô Tuấn Việt – D09VT4
15
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về công nghệ GMPLS
Hình 1.3 Vị trí giao thức LDP trong bộ giao thức MPLS
LDP định nghĩa 4 loại bản tin: Bản tin thăm dò, Bản tin phiên, Bản tin phát
hành, Bản tin thông báo. Bốn loại bản tin này cũng nói lên chức năng mà nó thực hiện.
- Bản tin thăm dò (Discovery): Dùng để thông báo và duy trì sự có mặt
của một LSR trong mạng. Theo định kỳ, LSR gửi bản tin Hello qua cổng
UDP với địa chỉ multicast tới tất cả các bộ định tuyến trên mạng con.
- Bản tin phiên (Session): Để thiết lập, duy trì và xoá các phiên giữa các
LSR. Hoạt động này yêu cầu gửi các bản tin Initialization trên TCP. Sau
khi hoạt động này hoàn thành các LSR trở thành các đối tượng ngang
cấp LDP.
- Bản tin phát hành (Advertisement): Dùng để tạo, thay đổi và xoá các
ràng buộc nhãn với các FEC. Những bản tin này cũng được mang trên
TCP. Một LSR có thể yêu cầu một liên kết nhãn từ LSR lân cận bất kỳ
khi nào nó cần. Nó cũng phát hành các liên kết nhãn bất cứ khi nào nó
muốn tới một đối tượng ngang cấp LDP nào đó sử dụng liên kết nhãn.
- Bản tin xác nhận (Notification): Dùng để cung cấp các thông báo lỗi,
thông tin chẩn đoán, và thông tin trạng thái. Những bản tin này cũng
mang trên TCP.
Đa số các bản tin LDP chạy trên giao thức TCP để đảm bảo độ tin cậy của các
bản tin (ngoại trừ bản tin thăm dò).
b)Thành phần bản tin LDP
Tiêu đề LDP

Sinh viên: Ngô Tuấn Việt – D09VT4
16
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về công nghệ GMPLS
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 như đã được trình bày ở trên. Chỉ ra
các trường chức năng của tiêu đề LDP và các trường này thực hiện các chức năng sau:
- Phiên bản: Chỉ số phiên bản của giao thức, phiên bản đang sử dụng hiện tại
là phiên bản 1.
- Độ dài PDU: Tổng độ dài của PDU tính theo byte, ngoại trừ trường phiên
bản và trường độ dài.
- Nhận dạng LDP: Nhận dạng không gian nhãn của LSR gửi bản tin này. Bốn
byte đầu tiên chứa địa chỉ IP được gán cho LSR để nhận dạng bộ định tuyến.
Hai byte cuối nhận dạng không gian nhãn bên trong LSR.Với LSR có không
gian nhãn lớn, trường chức năng này đặt về giá trị 0.
Hình 1.4 Tiêu đề LDP
Mã hóa TLV
LDP sử dụng lược đồ mã hoá kiểu-độ dài-giá trị TLV (Type-Length-Value) để
mã hoá các thông tin mang trong bản tin LDP. Như chỉ ra trên TVL được mã hoá
thành một trường 2 byte trong đó sử dụng 14 bít để đặc trưng cho kiểu, và 2 bit (U, F)
cho trường hợp LSR không nhận ra được kiểu, 2 byte tiếp theo là trường độ dài và
trường giá trị có độ dài thay đổi.
• Bit U (Unknown TLV): TLV không biết;
• Bit F (Forward Unknown TLV): chuyển tiếp TLV không biết;
• Trường kiểu: qui định các trường mà giá trị được dịch;
• Trường độ dài: xác định độ dài của trường giá trị;
• Trường giá trị: có thể chứa các TLV khác.
Hình 1.5 Mã hóa TLV
Sinh viên: Ngô Tuấn Việt – D09VT4
17
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về công nghệ GMPLS

Dựa trên bản tin nhận được, khi bit U có giá trị 0, LSR sẽ gửi thông báo ngược
lại tới nơi phát và toàn bộ bản tin sẽ được bỏ qua. Nếu U có giá trị 1 thì mặc dù không
nhận ra kiểu, LSR không cần gửi thông báo phản hồi lại phía phát và vẫn xử lý phần
còn lại của bản tin như thể là bản tin chưa biết kiểu này không tồn tại.
Bit F chỉ được sử dụng khi bit U = 1 và bản tin LDP chứa bản tin chưa biết kiểu
này được truyền đi. Nếu bít F bằng 0 thì bản tin chưa biết kiểu sẽ không chuyển đi
cùng bản tin LDP chứa nó và nếu bit F=1 thì bản tin chưa biết kiểu sẽ chuyển đi cùng
bản tin LDP chứa nó.
Khuôn dạng chung
Hình 1.6 Khuôn dạng bản tin LDP
- Bit U: bit bản tin chưa biết, liên quan đến bản tin chưa biết kiểu. Nếu U=0 thì
một thông báo sẽ được phản hồi lại cho phía gửi, còn nếu U=1 thì bản tin
không thể được thông dịch bởi phía nhận, lúc đó bản tin bị bỏ qua mà không
có phản hồi.
- Kiểu bản tin: Chỉ ra kiểu bản tin là gì.
- Độ dài bản tin: 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: 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.
- Thông số bắt buộc,và Thông 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 nó khi đó 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 đã được biết và không phải chỉ định một nhận
dạng kiểu.
c) Một số bản tin LDP
Bản tin Hello
Bản tin Hello (Chào hỏi) được trao đổi giữa hai LSR ngang cấp trong một phiên
phát hiện LDP. Một LSR lưu giữ bản ghi của các bản tin Hello được gửi từ các LSR

ngang cấp khác. Các cặp LSR thương lượng thời gian lưu giữ dùng cho bản tin Hello.
Sinh viên: Ngô Tuấn Việt – D09VT4
18
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về công nghệ GMPLS
Mỗi cặp đề nghị một thời gian lưu giữ và thời gian lưu giữ được dùng là sẽ là giá trị
nhỏ nhất được đề nghị trong các bản tin.
Bản tin Initialization (Khởi tạo)
Các bản tin thuộc loại này được gửi khi bắt đầu một phiên LDP giữa hai LSR
để trao đổi các tham số, các đại lượng tuỳ chọn cho phiên. Các tham số này bao gồm:
• Chế độ phân bổ nhãn
• Các giá trị định thời
• Phạm vi các nhãn sử dụng trong kênh giữa hai LSR đó.
Bản tin Label Mapping và Label Withdraw
Các bản tin Label Mapping (Liên kết nhãn) được sử dụng để quảng bá liên kết
giữa FEC (tiền tố điạ chỉ) và nhãn. Bản tin Label Withdraw (Thu hồi nhãn) thực hiện
quá trình ngược lại: nó được sử dụng để xoá bỏ liên kết vừa thực hiện. 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 LSR làm tạm dừng việc chuyển nhãn các gói trong FEC đó.
Bản tin Label Request (Yêu cầu nhãn)
Trong chế độ hoạt động gán nhãn theo yêu cầu, LSR đường lên sẽ yêu cầu LSR
đường xuống gán và quảng bá nhãn bằng cách sử dụng bản tin Label Request.
Bản tin Label Request Abord
Nếu bản tin Label Request cần phải hủy bỏ trước khi được chấp nhận (do nút kế
tiếp trong FEC yêu cầu đã thay đổi) thì LSR yêu cầu sẽ hủy bỏ yêu cầu với bản tin
Label Request Abord (Hủy bỏ yêu cầu nhãn).
Bản tin Label Release
Bản tin này được LSR sử dụng khi nó nhận được liên kết nhãn không còn cần
thiết nữa. Điều này thường xảy ra khi LSR nhận thấy nút tiếp theo cho FEC không
phải là LSR quảng bá liên kết nhãn tương ứng.
d) Thủ tục thăm dò LSR lân cận

Thủ tục phát hiện LSR lân cận của LDP chạy trên UDP thực hiện như sau :
- Một LSR định kỳ gửi bản tin Hello tới các cổng UDP đã biết trong tất cả
các bộ định tuyến trong mạng con của nhóm multicast.
- 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 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 hai 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.
Sinh viên: Ngô Tuấn Việt – D09VT4
19
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về công nghệ GMPLS
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 địa 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 một
chiều ngược lại đến LSR gửi và việc thiết lập các phiên LDP được thực hiện như trên.
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.
Hình 1.7 Thủ tục phát hiện LSR lân cận
1.3.3.2. Giao thức CR-LDP
Giao thức CR-LDP được sử dụng để điều khiển cưỡng bức LDP. Giao thức này
là phần mở rộng của LDP cho quá trình định tuyến cưỡng bức của LSP. Cũng giống
như LDP, nó sử dụng các phiên TCP giữa các LSR đồng cấp để gửi các bản tin phân
phối nhãn.
Một hệ thống hỗ trợ định tuyến cưỡng bức cần đảm bảo các yêu cầu sau: thứ
nhất, nút nguồn cần biết cấu hình mạng. Thứ hai, nguồn cần biết các thuộc tính của

liên kết trong mạng. Thứ ba, hệ thống có hỗ trợ định tuyến hiện. Thứ tư, giống như
tuyến được thiết lập giữa nút nguồn và nút đích, sự dành riêng tài nguyên có thể xảy ra
và trạng thái thuộc tính của đường liên kết phải được cập nhật liên tục. Như vậy, để hỗ
trợ định tuyến cưỡng bức ngoài một số điều kiện khống chế về băng thông, khoảng
cách quản lý còn cần có khả năng định tuyến hiện (hoặc định tuyến nguồn).
Để xác nhận thông tin tài nguyên dành riêng theo LSR, CR-LDP tạo thêm đối
tượng mới “tham số điều khiển lưu lượng” gồm 6 tham số: Tốc độ số liệu đỉnh, kích
thước số liệu bùng phát, tốc độ số liệu ngẫu nhiên, kích thước lớn quá hạn, tần số và
trọng số. Hai tham số đầu định nghĩa về số lượng lớn nhất của lưu lượng trong LSP.
Hai tham số sau định nghĩa về số lượng lưu lượng. Tần số chỉ ra khoảng thời gian LSP
Sinh viên: Ngô Tuấn Việt – D09VT4
20
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về công nghệ GMPLS
đạt được cung cấp độ rộng băng của LSR và trọng số được dùng để xác định độ rộng
băng trên CDR, phân chia theo LSP.
Có hai lý do để sử dụng MPLS. Trước hết MPLS cho phép tách các thông tin sử
dụng để chuyển tiếp (nhãn) từ các thông tin có trong mào đầu của gói IP. Thứ hai là
việc chuyển đổi giữa FEC và LSP chỉ được giới hạn trong LSR tại một đầu của LSP.
Nói một cách khác, việc quyết định gói IP nào sẽ được định tuyến hiện ra sao hoàn
toàn do LSR tính toán xác định tuyến. Và như đã trình bày ở trên, đây chính là chức
năng cần thiết để hỗ trợ định tuyến cưỡng bức.
1.3.3.3. Giao thức dành trước tài nguyên RSVP
Giao thức dành trước tài nguyên RSVP được mô tả chi tiết trong các RFC
2205/3209. Như tên gọi của nó, giao thức dành trước tài nguyên (RSVP) dùng để dành
trước các tài nguyên cho một phiên làm việc (dòng lưu lượng) trong mạng Internet.
Khía cạnh này của Internet là một điều khá đặc biệt vì hơi khác những gì chúng ta
được biết – Internet cung cấp các dịch vụ nỗ lực cao nhất, không liên quan đến những
yêu cầu xác định trước cho ứng dụng người dùng.
Cần nhớ rằng IP là giao thức phi kết nối, nó không thiết lập trước đường đi cho
các dòng lưu lượng, trong khi đó RSVP thiết lập trước những đường đi này và đảm

bảo cung cấp đủ băng thông cho chúng. RSVP không cung cấp các hoạt động định
tuyến mà sử dụng IPv4 hay IPv6 như là cơ chế truyền tải giống như cách mà các giao
thức bản tin điều khiển Internet ICMP và giao thức bản tin nhóm Internet IGMP hoạt
động
a) Cơ chế hoạt động
RSVP yêu cầu phía thu đưa ra tham số QoS cho dòng lưu lượng. Các ứng dụng
phía thu phải xác định bản ghi QoS và chuyển tới RSVP. Sau khi phân tích các yêu
cầu này, RSVP gửi các yêu cầu tới tất cả các nút tham gia trong việc vận chuyển dòng
lưu lượng. Chất lượng dịch vụ của một dòng lưu lượng nào đó được thực hiện bằng
các kỹ thuật: Phân loại gói, điều khiển chấp nhận kết nối, lập lịch gói và điều khiển
chính sách.
Hình 1.8 Các thực thể hoạt động RSVP
Sinh viên: Ngô Tuấn Việt – D09VT4
21
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về công nghệ GMPLS
Bộ phân loại xác định lớp QoS (và có thể là đường đi) cho mỗi gói, dựa trên sự
kiểm tra tiêu đề lớp vận chuyển và lớp IP. Với mỗi giao diện đầu ra, bộ lập lịch gói
hay một cơ chế phụ thuộc lớp liên kết dữ liệu nào khác sẽ đảm bảo đạt được giá trị
QoS như đã cam kết. Bộ lập lịch gói thực hiện các mô hình dịch vụ QoS được định
nghĩa bởi nhóm làm việc dịch vụ tích hợp IntServ.
Như đã chỉ ra trong hình trên, quá trình RSVP chuyển các yêu cầu QoS tới hai
khối quyết định tại chỗ là Điều khiển chấp nhận và Điều khiển chính sách. Điều khiển
chấp nhận xác định xem nút có đủ tài nguyên để cung cấp cho dòng lưu lượng với mức
QoS được yêu cầu hay không. Điều khiển chính sách xác định xem một dòng lưu
lượng có được cho phép theo các quy tắc quản lý hay không, chẳng hạn như địa chỉ IP
hay nhận dạng giao thức nào đó được hay không được phép dành trước băng thông
Trong quá trình thiết lập việc dành trước tài nguyên, nếu xảy ra trường hợp một
trong hai hoạt động điều khiển chấp nhận và điều khiển chính sách không thành công
thì sự dành trước tài nguyên sẽ bị hủy bỏ và quá trình RSVP trả lại bản tin thông báo
lỗi tới phía nhận tương ứng.

b) Các bản tin chính của RSVP
RSVP sử dụng hai bản tin cơ bản là bản tin PATH và RESV.
Hình 1.9 Các bản tin PATH và RESV
Các hoạt động RSVP được bắt đầu bằng bản tin PATH. Nó được sử dụng bởi
phía gửi để thiết lập đường đi cho phiên (dòng lưu lượng). Một phiên RSVP được xác
định bởi địa chỉ IP đích (DestAddress), nhận dạng giao thức IP (ProtocolIP) và nhận
dạng cổng đích.
Các bản tin RESV được gửi bởi phía nhận và chúng cho phép phía gửi cũng
như các nút trung gian biết các yêu cầu của phía nhận. Đường đi của bản tin RESV
giống với đường đi của bản tin PATH nhưng theo chiều ngược lại.
c) MPLS hỗ trợ RSVP
Mục tiêu đầu tiên của việc hỗ trợ RSVP vào MPLS là cho phép các LSR dựa
vào việc phân loại gói tin theo nhãn chứ không phải theo mào đầu IP để nhận biết các
gói tin thuộc các luồng của cổng dành riêng. Nói cách khác, cần phải tạo và kết hợp
các luồng và các nhãn cho các luồng có các cổng dành riêng RSVP. Chúng ta có thể
xem một tập hợp các gói tin tạo ra bởi cổng dành riêng RSVP như là một trường hợp
riêng khác của FEC.
Điều này trở nên khá dễ dàng để kết hợp các nhãn với các luồng dành riêng
trong RSVP, ít nhất là với unicast (đơn hướng). Chúng ta định nghĩa một đối tượng
Sinh viên: Ngô Tuấn Việt – D09VT4
22
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về công nghệ GMPLS
RSVP mới là đối tượng LABEL được mang trong bản tin RSVP RESV. Khi một LSR
muốn gửi bản tin RESV cho một luồng RSVP mới, LSR cấp phát một nhãn từ trong
tập nhãn rỗi, tại một lối vào trong LFIB của nó với nhãn lối vào được đặt cho nhãn cấp
phát, và gửi đi bản tin RESV có chứa nhãn này. Chú ý là các bản tin RESV truyền từ
bộ nhận tới bộ gửi là dưới dạng cấp phát nhãn xuôi.
Khi nhận được bản tin RESV chứa đối tượng LABEL, một LSR thiết lập LFIB
của nó với nhãn này là nhãn lối ra. Sau đó nó cấp phát một nhãn để sử dụng như là
nhãn lối vào và chèn nó vào bản tin RESV trước khi gửi nó đi. Rõ ràng là, khi các bản

tin RESV truyền đến LSR ngược thì LSP được thiết lập dọc theo tuyến đường. Cũng
chú ý là, khi các nhãn được cung cấp trong các bản tin RESV, mỗi LSR có thể dễ dàng
kết hợp các tài nguyên QoS phù hợp với LSP. Minh hoạ quá trình trao đổi này. Trong
trường hợp này chúng ta giả sử các máy chủ không tham dự vào việc phân phối nhãn.
LSR-R3 cấp phát nhãn L cho cổng dành riêng này và thông báo nó với LSR-R2. LSR-
R2 cấp phát nhãn M cũng cho cổng dành riêng này và thông báo nó tới LSR-R1. Bây
giờ đã có một LSP cho luồng dành riêng từ LSR-R1 tới LSR-R3. Khi các gói tin tương
ứng với cổng dành riêng này (ví dụ gói tin gửi từ H1 tới H2 với số cổng nguồn, đích
thích hợp và số giao thức giao vận thích hợp) tới R1, R1 phân biệt nó bằng các thông
tin mào đầu IP và lớp truyền tải để tạo ra QoS thích hợp cho cổng dành riêng ví dụ như
đặc điểm và hàng đợi các gói tin trong hàng đợi lối ra. Nói cách khác, nó thực hiện các
chức năng của một bộ định tuyến tích hợp dịch vụ sử dụng RSVP. Hơn nữa, LSR-R1
đưa mào đầu nhãn vào các gói tin và chèn giá trị nhãn lối ra là M trước khi gửi chuyển
tiếp gói tin tới LSR-R2.
Khi LSR-R2 nhận gói tin mang nhãn M, nó tìm kiếm nhãn đó trong LFIB và
tìm tất cả các trạng thái liên quan đến QoS để xem kiểm soát luồng, xếp hàng đợi gói
tin, v.v như thế nào. Điều này tất nhiên không cần kiểm tra tiêu đề lớp IP hay lớp
truyền tải. Sau đó R2 thay thế nhãn trên gói tin với một nhãn lối ra từ LFIB của nó
(mang giá trị L) và gửi gói tin đi.
Hình 1.10 Phân phối nhãn trong bản tin RESV
Lưu ý rằng, do việc tạo ra nhãn kết hợp được điều khiển bởi các bản tin RSVP
vì vậy việc kết hợp được điều khiển như trong các môi trường khác của MPLS. Đây
cũng là một ví dụ chứng tỏ việc mang thông tin kết hợp nhãn trên một giao thức có sẵn
không cần một giao thức riêng như LDP.
Sinh viên: Ngô Tuấn Việt – D09VT4
23
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về công nghệ GMPLS
Một kết quả quan trọng của việc thiết lập một LSP cho một luồng với cổng
dành riêng RSVP là chỉ có bộ định tuyến đầu tiên trong LSP mà trong ví dụ trên là
LSR-R1 liên quan tới việc xem xét các gói tin thuộc luồng dành riêng nào. Điều này

cho phép RSVP được áp dụng trong môi trường MPLS theo cách mà nó không thể
thực hiện được trong mạng IP truyền thống. Theo qui ước, các cổng dành riêng RSVP
có thể chỉ tạo cho những luồng ứng dụng riêng lẻ, tức là những luồng được xác định
nhờ các trường mào đầu. Tuy nhiên, có thể đặt cấu hình LSR-R1 để lựa chọn các gói
tin dựa trên một số các tiêu chuẩn. Ví dụ, LSR-R1 có thể lấy tất cả các gói tin có cùng
một tiền tố ứng với một đích và đẩy chúng vào LSP. Vì vậy thay vì có một LSP cho
mỗi luồng ứng dụng riêng, một LSP có thể cung cấp QoS cho nhiều luồng lưu lượng.
Một ứng dụng của khả năng này là có thể cung cấp “đường ống” với băng thông đảm
bảo từ một điểm này tới một điểm khác. Khả năng này cũng hữu ích cho mục đích
điều khiển lưu lượng, ở đây một lưu lượng lớn cần được gửi dọc theo các LSP với
băng thông đủ để tải lưu lượng.
Để hỗ trợ một số cách sử dụng RSVP mở rộng, MPLS định nghĩa một đối
tượng RSVP mới có thể mang trong bản tin PATH là: đối tượng LABEL_REQUEST.
Đối tượng này thực hiện hai chức năng. Thứ nhất, nó được sử dụng để thông báo cho
một LSR tại phía cuối của LSP gửi RESV trở về để thiết lập LSP. Điều này hữu ích
cho việc thiết lập các LSP Site-to-Site. Thứ hai, khi LSP được thiết lập cho một tập
các gói tin, không chỉ là một luồng ứng dụng riêng, đối tượng chứa một trường để xác
định giao thức lớp cao hơn sẽ sử dụng LSP. Trường này được sử dụng tương tự như
mã phân kênh để xác định giao thức lớp cao hơn (IPv4, IPX, v.v ), vì vậy sẽ không có
trường phân kênh trong mào đầu MPLS nữa. Do vậy, một LSP có thể cần được thiết
lập cho mỗi giao thức lớp cao hơn nhưng ở đây không giới hạn những giao thức nào
được hỗ trợ. Đặc biệt, không yêu cầu các gói tin mang trong LSP được thiết lập sử
dụng RSVP phải là các gói tin IP.
d) RSVP và khả năng mở rộng
Một trong những điều chắc chắn về RSVP là nó có thể chịu tổn thất về khả
năng mở rộng ở một mức nào đấy. Trong thực tế, đặc tính này không chính xác hoàn
toàn. RSVP khởi đầu được thiết kế để hỗ trợ dự trữ tài nguyên cho các luồng ứng dụng
riêng và đây là nhiệm vụ với những thách thức về khả năng mở rộng vốn có.
Nói chung thuật ngữ này được sử dụng để chỉ giới hạn sử dụng tài nguyên tăng
nhanh như thế nào khi mạng tăng trưởng. Ví dụ, trong mạng IP quy mô lớn như mạng

xương sống, chúng ta có thể quan tâm đến việc liệu một bảng định tuyến sẽ chiếm bộ
nhớ của bộ định tuyến lớn đến mức nào, khả năng bộ xử lý và băng thông liên kết ra
sao. Vì thế, bảng định tuyến tăng chậm hơn nhiều so với số người sử dụng kết nối vào
mạng.
Dự trữ tài nguyên cho các luồng ứng dụng riêng rõ ràng là ảnh hưởng xấu đến
khả năng mở rộng. Chúng ta có thể cho rằng mỗi người sử dụng sẽ dự trữ tài nguyên
tại một vài tốc độ trung bình, vì thế số tài nguyên dự trữ được tạo ra trên mạng quy mô
Sinh viên: Ngô Tuấn Việt – D09VT4
24
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về công nghệ GMPLS
lớn có khả năng tăng nhanh bằng số người sử dụng của mạng. Điều này sẽ dẫn đến chi
phí lớn nếu mỗi bộ định tuyến phải lưu trữ trạng thái và tiến trình một vài bản tin cho
cho luồng ứng dụng riêng.
Nói tóm lại, sẽ chính xác hơn nếu nói rằng mức dự trữ tài nguyên cho các luồng
ứng dụng là kém hơn so với RSVP. Sự khác nhau này đặc biệt quan trọng khi chúng ta
xem xét rằng RSVP không những cần thiết cho việc dự trữ tài nguyên cho các luồng
ứng dụng riêng mà còn cần để dự trữ tài nguyên cho lưu lượng tổng hợp.
&'.'?'40+@+9A7BC)*0=>$%
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 một lần tại đó thay cho việc xử lý tại từng node trung gian như
của IP. Tại các node 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.
Mặc dù hiệu năng và hiệu quả là 2 kết quả quan trọng, song chúng không phải
là các lợi ích duy nhất mà MPLS cung cấp. Trong mắt của những nhà cung cấp các
mạng lớn, thì khả năng để thực hiện kỹ thuật lưu lượng tiên tiến mà không phải trả giá
về hiệu năng của MPLS được quan tâm đặc biệt.
MPLS thực hiện các chức năng sau:
- Xác định cơ cấu quản lý các tính hạt khác nhau của các luồng lưu lượng, như các
luồng giữa các máy, phần cứng khác nhau hoặc thậm chí các luồng giữa những ứng
dụng khác nhau.
- Duy trì sự độc lập của các giao thức lớp 2 và 3.
- Cung cấp phương pháp ánh xạ địa chỉ IP với các nhãn đơn giản, có độ dài cố định
được sử dụng bởi các công nghệ chuyển tiếp gói và chuyển mạch gói khác nhau.
- Giao diện với các giao thức định tuyến hiện có như giao thức đặt trước tài nguyên
RSVP (Resource Reservation Protocol) và giao thức mở đường ngắn nhất đầu tiên
(OSPF) .
- Hỗ trợ IP, ATM và giao thức lớp 2 Frame – Relay.
Sinh viên: Ngô Tuấn Việt – D09VT4
25