Công nghệ chuyển mạch IP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

BÀI TẬP LỚN
CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH IP

Hà Nội
Tháng 07 năm 2016


LỜI NÓI ĐẦU
Trước sự phát triển của các giao thức Internet khởi đầu từ những
năm của thập niên 70 và tiếp tục phát triển vào những năm sau đó. Ngày
nay, mạng IP đã thực sự bùng nổ cả về khối lượng lưu lượng cũng như các
yêu cầu về chất lượng dịch vụ như: tốc độ truyền dẫn, băng thông, truyền
dẫn đa phương tiện,… Nhưng mạng IP hiện nay vẫn chưa thực sự đáp ứng
được các yêu cầu về truyền dẫn lưu lượng, do đó, cần phải có một giải pháp
công nghệ mới đưa vào để khắc phục những nhược điểm của mạng đang
tồn tại.
Công nghệ chuyển mạch IP ra đời và được xem là một giải pháp tốt
để giải quyết những yêu cầu trên. Chuyển mạch IP là sự kết hợp hài hòa
của các giao thức điều khiển mềm dẻo với phần cứng chuyển mạch ATM.
Chuyển mạch IP đã khắc phục được nhược điểm về tốc độ xử lý chậm của
các bộ định tuyến và tính phức tạp của các giao thức báo hiệu trong chuyển
mạch ATM. Chuyển mạch IP đang là điểm tập trung nghiên cứu của các
hãng viễn thông nổi tiếng trên thế giới như: Ipsilon, Toshiba, IBM, Cisco,..
Với thời gian và kiến thức còn hạn hẹp nên bản báo cáo không tránh khỏi
tồn tại nhiều thiếu sót. Chúng em mong sẽ nhận được sự chỉ bảo, góp ý của
thầy cô và các bạn. Mong rằng bản báo cáo sẽ được hoàn thiện hơn!!

Page | 1

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU……………………………………………………....1
MỤC LỤC……………………………………………...…………...2
1.Giới thiệu chung…………….………………………………….…3
2.Đánh địa chỉ và định tuyến………………………………………..4
2.1 Mô hình chồng giao thức TCP/IP……………………………4
2.2 Đánh địa chỉ IP……………………………………………….6
2.3 Định tuyến IP…………………………………………………7
3.Chuyển mạch IP…………………………………………………..10
3.1 Định nghĩa và các thuật ngữ………………….……………...10
3.1.1 Chuyển mạch IP……………………………………..…10
3.1.2 Đầu vào và ra của chuyển mạch IP………………..…..12
3.1.3 Đường tắt……………………………………………….14
3.2 Các mô hình đia chỉ của chuyển mạch IP…….……………….15
3.2.1 Địa chỉ riêng…………………….………………..……..15
3.2.2 Ánh xạ địa chỉ IP sang VC……………………….…..…16
3.3 Các mô hình của chuyển mạch IP……………………………..17
3.3.1 Mô hình xếp chồng…………………………..…………17
3.3.2 Mô hình đồng cấp………………………………………18
3.4 Các kiểu chuyển mạch IP………………………………..……20
3.4.1 Giải pháp chuyển mạch theo luồng………………...…..20
3.4.2 Giải pháp chuyển mạch theo cấu hình.……………..…..21
4. Kết Luận………………………………………………………….25

Page | 2


1. GIỚI THIỆU CHUNG

IP(Internet Protocol) là giao thức chuyển tiếp gói tin. Việc chuyển tiếp
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.
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 quản 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 bản 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 mạng chuyển tin một cách độc lập.
Phương thức này, do vậy, 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
đến 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. Tuy
nhiên, 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 CDIR (Classless Inter Domain Routing),
kích thước của bản 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 bất cứ 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. Mặt khác, IP cũng không hỗ trợ chất lượng
dịch vụ.

Page | 3


2. ĐÁNH ĐỊA CHỈ VÀ ĐỊNH TUYẾN IP
2.1 Mô hình chồng giao thức TCP/IP
TCP/IP là một bộ giao thức mở được xây dựng cho mạng Internet mà
tiền thân của nó là mạng ARPnet của bộ quốc phòng Mỹ. Do đây là một giao
thức mở, nên nó cho phép bất kỳ một đầu cuối nào sử dụng bộ giao thức này
đều có thể được kết nối vào mạng Internet. Chính điều này đã tạo nên sự bùng
nổ của Internet toàn cầu trong thời gian gần đây. Trong bộ giao thức này, hai
giao thức được sử dụng chủ yếu đó là giao thức truyền tải tin cậy TCP
(Transmission Control Protocol) và IP (Internet Procol). Chúng cùng làm việc
với nhau để cung cấp phương tiện truyền thông liên mạng.
Điểm khác nhau cơ bản của TCP/IP so với OSI đó là tầng liên mạng sử
dụng giao thức không kết nối (connectionless) IP, tạo thành hạt nhân hoạt
động của mạng Internet. Cùng với các giao thức định tuyến như RIP, OSPF,
BGP,… tầng liên mạng IP cho phép kết nối một cách mềm dẻo và linh hoạt
các loại mạng vật lý khác nhau như: Ethernet, Token Ring, X25…
OSI

TCP/IP

Application
Presentation

Application
SMTP

FTP

TELNET

DNS

Session
Transport

Network

TCP

ICMP

UDP

IGMP

IP
ARP

Data Link

RARP

Data link

Physical

Hình 1: Mô hình TCP/IP và mô hình OSI

TCP/IP có kiến trúc phân lớp, gồm 4 lớp chức năng sau:
Page | 4


1) Lớp liên kết dữ liệu (DataLink Layer): Định nghĩa các hàm, thủ
tục, phương tiện truyền dẫn đảm bảo sự truyền dẫn an toàn các khung thông
tin trên bất kỳ một phương tiện truyền dẫn nào như Ethernet, ATM, tokenring, frame-relay,…
2) Lớp giao thức Internet(Internet Protocol): Chuyển tiếp các gói tin
từ nguồn tới đích. Mỗi gói tin chứa địa chỉ đích và IP sử dụng thông tin này để
truyền gói tin tới đích của nó.
Giao thức IP được chạy trên tất cả các máy chủ (Host) cũng như trong
tất cả các thiết bị định tuyến (Router). Lớp IP là lớp kết nối phi hướng nghĩa
là mạng không cần thiết lập bất kỳ một đường dẫn nào đến đích trước khi gói
tin được truyền qua mạng đến đích do vậy, mỗi gói đến đích với mỗi đường
tối ưu khác nhau và IP không đảm bảo thứ tự đến đích của các gói tin. Mạng
Internet hoạt động trên bất kỳ phương tiện truyền tải nào (nhờ có lớp
DataLink) và có thể có rất nhiều ứng dụng trên lớp IP nhưng chỉ có một lớp IP
với giao thức IP duy nhất là điểm hội tụ của TCP/IP cho phép nó hoạt động
một cách linh hoạt và mềm dẻo trên mạng máy tính cực lớn.
Hiện nay có hai phiên bản của IP là IPv4 và IPv6 (IPng). IPv4 là phiên
bản đang sử dụng thống nhất hiện nay nhưng do nhu cầu phát triển của mạng và
công nghệ truyền thông trong tương lai gần sẽ phải sử dụng phiên bản IPv6.
3) Lớp TCP/UDP: Lớp này chạy trên đỉnh của lớp IP và bao gồm hai
giao thức là TCP và UDP. TCP là một kiểu phương thức hướng kết nối cho
phép cung cấp các dịch vụ tin cậy còn UDP sử dụng phương thức hướng
không kết nối cung cấp các dịch vụ kém tin cậy hơn. TCP/UDP chỉ được chạy
trên hệ thống máy chủ và được sử dụng bởi mọi dịch vụ lớp ứng dụng.
4) Lớp ứng dụng (Application Layer): Là giao diện giữa người dùng
và mạng Internet, lớp ứng dụng sử dụng các dịch vụ lớp TCP/IP. Các ứng dụng
rất đa dạng, phong phú và ngày càng nhiều như Telnet, FTP, HTTP, SMTP,…

Page | 5


2.2 Đánh địa chỉ IP
Địa chỉ IP là địa chỉ lớp mạng, được sử dụng để định danh các máy
trạm (HOST) trong liên mạng. Địa chỉ IP có độ dài 32 bít đối với IPv4 và 128
bít với IPv6. Nó có thể được biểu thị dưới dạng thập phân, bát phân, thập lục
phân và nhị phân.
Có hai cách cấp phát địa chỉ IP phụ thuộc vào cách thức ta kết nối
mạng. Nếu mạng của ta kết nối vào mạng Internet, địa chỉ mạng được xác
nhận bởi NIC (Network Information Center). Nếu mạng của ta không kết nối
với Internet, người quản trị mạng sẽ cấp phát địa chỉ IP cho mạng này.
Về cơ bản, khuôn dạng địa chỉ IP gồm hai phần: Network Number và
Host Number như hình vẽ:
0

16

31

Network number

Host number

Trong đó, phần Network Number là địa chỉ mạng còn Host Number là
địa chỉ các máy trạm làm việc trong mạng đó.
Do việc tăng các WW theo hàm mũ trong những năm gần đây vì số
lượng WW mở ra rất nhiều, nên với địa chỉ IP là 32 bít là rất ít do vậy để mở
rộng khả năng đánh điạ chỉ cho mạng IP và vì nhu cầu sử dụng có rất nhiều

quy mô mạng khác nhau, nên người ta chia các điạ chỉ IP thành 5 lớp ký hiệu
là A, B, C, D và E có cấu trúc như sau:
0
Líp A

7

8

NetID

15 16
SubnetID

0
Líp B

31
HostID

15 16
NetID

23
3
SubnetID

0
Líp C

Líp E

26 27

31

SubnetID HostID

0
Líp D

31
HostID

23
NetID

24

26
NetID

31
HostID

NetID

Hình 2: Các kiểu địa chỉ IP
Page | 6

Lớp A (/8): Được xác định bằng bít đầu tiên trong byte thứ nhất là 0 và
dùng các bít còn lại của byte này để định danh mạng. Do đó, nó cho phép định
danh tới 126 mạng, với 16 triệu máy trạm trong mỗi mạng.
Lớp B (/16): Được xác định bằng hai bít đầu tiên nhận giá trị 10, và sử
dụng byte thứ nhất và thứ hai cho định danh mạng. Nó cho phép định danh
16.384 mạng với tối đa 65.535 máy trạm trên mỗi mạng.
Lớp C (/24): Được xác định bằng ba bít đầu tiên là 110 và dùng ba
byte đầu để định danh mạng. Nó cho phép định danh tới 2.097.150 mạng với
tối đa 254 máy trạm trong mỗi máy trạm trong mỗi mạng. Do đó, nó được sử
dụng trong các mạng có quy mô nhỏ.
Lớp D: Được xác định bằng bốn bít đầu tiên là 1110, nó được dùng để
gửi các IP datagram tới một nhóm các host trên một mạng. Tất cả các số lớn
hơn 233 trong trường đầu là thuộc nhóm D.
Lớp E: Được xác định bằng năm bít đầu tiên là 11110, được dự phòng
cho tương lai.
Với phương thức đánh địa chỉ IP như trên, số lượng mạng và số máy tối
đa trong mỗi lớp mạng là cố định. Do đó, sẽ nảy sinh vấn đề đó là có các địa chỉ
không được sử dụng trong mạng của một doanh nghiệp, trong khi một doanh
nghiệp khác lại không có địa chỉ mạng để dùng. Do đó để tiết kiệm địa chỉ
mạng, trong nhiều trường hợp một mạng có thể được chia thành nhiều mạng
con (subnet). Khi đó, có thể đưa thêm các vùng subnetid để định danh cho các
mạng con. Vùng subnetid này được lấy từ vùng hostid của các lớp A, B và C.

2.3 Định tuyến IP
Định tuyến trên Internet được thực hiện dựa trên các bảng định tuyến
(Routing table) được lưu tại các trạm (Host) hay trên các thiết bị định tuyến
(Router). Thông tin trong các bảng định tuyến được cập nhật tự động hoặc do
người dùng cập nhật.
Các phạm trù dùng trong định tuyến là:

- Tính có thể được (Reachability) dùng cho các giao thức EGP như BGP.
- Véc tơ kkoảng cách (Vector-Distance) giữa nguồn và đích dùng cho RIP
Page | 7


- Trạng thái kết nối (Link state) như thông tin về kết nối dùng cho OSPF

Không có giao thức định tuyến nào là toàn diện, tuỳ vào đặc tính, kích
thước của mạng để chọn phù hợp. Mạng nhỏ đồng nhất nên dùng RIP, đối với
các mạng lớn có cấu tạo thích hợp thì OSPF tối ưu hơn.
U

* Nguyên tắc định tuyến :

Trong hoạt động định tuyến, người ta chia làm hai loại là định tuyến
trực tiếp và định tuyến gián tiếp. Định tuyến trực tiếp là định tuyến giữa hai
máy tính nối với nhau vào một mạng vật lý. Định tuyến gián tiếp là định tuyến
giữa hai máy tính ở các mạng vật lý khác nhau nên chúng phải thực hiện
thông qua các Gateway.
Để kiểm tra xem máy đích có nằm trên cùng một mạng vật lý với máy
nguồn không thì người gửi phải tách lấy địa chỉ mạng của máy đích trong
phần tiêu đề của gói dữ liệu và so sánh với phần địa chỉ mạng trong phần địa
chỉ IP của nó. Nếu trùng thì gói tin sẽ được truyền trực tiếp nếu không cần
phải xác định một Gateway để truyền các gói tin này thông qua nó để ra mạng
ngoài thích hợp.
Hoạt động định tuyến bao gồm hai hoạt động cơ bản sau:
- Quản trị cơ sở dữ liệu định tuyến: Bảng định tuyến (bảng thông tin
chọn đường) là nơi lưu thông tin về các đích có thể tới được và cách
thức để tới được đích đó. Khi phần mềm định tuyến IP tại một trạm
hay một cổng truyền nhận được yêu cầu truyền một gói dữ liệu,

trước hết nó phải tìm trong bảng định tuyến, để quyết định xem sẽ
phải gửi Datagram đến đâu. Tuy nhiên, không phải bảng định tuyến
của mỗi trạm hay cổng đều chứa tất cả các thông tin về các tuyến
đường có thể tới được. Một bảng định tuyến bao gồm các cặp (N,G).
Trong đó:
+ N là địa chỉ của IP mạng đích
+ G là địa chỉ cổng tiếp theo dọc theo trên đường truyền đến mạng N

Page | 8


Bảng 2.1 minh hoạ bảng định tuyến của một cổng truyền.
Đến Host trên mạng

Bộ định tuyến

Cổng vật lý

10.0.0.0

Direct

2

11.0.0.0

Direct

1

12.0.0.0

11.0.0.2

1

13.0.0.0

Direct

3

13.0.0.0

13.0.0.2

3

15.0.0.0

10.0.02

5

Như vậy, mỗi cổng truyền không biết được đường truyền
đầy đủ để đi đến đích. Trong bảng định tuyến còn có những thông
tin về các cổng có thể tới đích nhưng không nằm trên cùng một
mạng vật lý. Phần thông tin này được che khuất đi và được gọi là
mặc định (default). Khi không tìm thấy các thông tin về địa chỉ đích
cần tìm, các gói dữ liệu được gửi tới cổng truyền mặc định.

- Thuật toán định tuyến: Được mô tả như sau:
+ Giảm trường TTL của gói tin
+ Nếu TTL=0 thì
 Huỷ gói dữ liệu
 Gửi thông điệp ICMP báo lỗi cho thiết bị gửi.
+ Nếu địa chỉ đích là một trong các địa chỉ IP của các kết nối trên
mạng thì xử lý gói dữ liệu IP tại chỗ.
+ Xác định địa chỉ mạng đích bằng cách nhân (AND) mặt nạ mạng
(Network Mask) với địa chỉ IP đích.
+ Nếu địa chỉ đích không tìm thấy trong bảng định tuyến thì tìm
tiếp trong tuyến đường mặc định, sau khi tìm trong tuyến đường
mặc định mà không tìm thấy các thông tin về địa chỉ đích thì huỷ
Page | 9


bỏ gói dữ liệu này và gửi thông điệp ICMP báo lỗi “mạng đích
không đến được” cho thiết bị gửi.
+ Nếu địa chỉ mạng đích bằng địa chỉ mạng của hệ thống, nghĩa là
thiết bị đích đến được kết nối trong cùng mạng với hệ thống, thì
tìm địa chỉ mức liên kết tương ứng với bảng tương ứng địa chỉ
IP-MAC, nhúng gói IP trong gói dữ liệu mức liên kết và chuyển
tiếp gói tin trong mạng.
+ Trong trường hợp địa chỉ mạng đích không bằng địa chỉ mạng
của hệ thống thì chuyển tiếp gói tin đến thiết bị định tuyến
cùng mạng.

Page | 10


3 CHUYỂN MẠCH IP

Chuyển mạch IP là một cơ chế và tập các giao thức sử dụng chuyển
mạch lớp 2 để tăng tốc độ chuyển tiếp gói IP qua mạng. Hầu hết các giải
pháp chuyển mạch IP đều sử dụng chuyển mạch lớp 2 là chuyển mạch ATM
tuy nhiên cũng có thể có một số kỹ thuật chuyển mạch lớp 2 khác như Frame
Relay hay Tag Switching.
3.1 Định nghĩa và các thuật ngữ
Như đã đề cập ở trên, chuyển mạch IP sử dụng chuyển mạch lớp 2 như
là một cơ chế chuyển tiếp các gói IP xuyên qua một mạng. Ưu điểm của nó là
có thời gian chuyển mạch nhanh và băng thông lớn. Tuy nhiên, chuyển mạch
IP cũng cần có giai đoạn thực hiện xử lý lớp 3 (Lớp mạng). Do vậy, có thể nói
chuyển mạch IP là sự kết hợp giữa chuyển mạch lớp 2 và quá trình định tuyến,
chuyển tiếp lớp 3 để chuyển tiếp gói tin qua mạng.
3.1.1 Chuyển mạch IP
Chuyển mạch IP là một thiết bị hoặc hệ thống có thể chuyển tiếp gói tin
IP lớp 3 (lớp mạng) cũng như có cơ chế cho phép chuyển mạch tại lớp 2 (lớp
liên kết dữ liệu). Do vậy, chuyển mạch IP phải có khả năng phân loại gói tin
thành gói tin được chuyển tiếp tại lớp 3 hay được chuyển mạch tại lớp 2 và tái
điều khiển một bộ phận hoặc tất cả gói tin truyền qua đường chuyển mạch lớp
2 đó. Hầu hết các bộ chuyển mạch IP sử dụng cơ cấu chuyển mạch ATM
nhưng cũng có một số sử dụng các kỹ thuật lớp 2 khác như chuyển mạch thẻ
của Cisco, chuyển mạch thẻ đa giao thức (MPLS) của IEEF.
Đường dẫn lớp 3

IPCP

Đường dẫn lớp 2
Đầu vào

Đầu ra

Switch

a)

IPCP
Biên vào

Biên ra

Switch

Switch

Switch

b)

Hình 3.1 Thiết bị chuyển mạch IP
(a) Thiết bị chuyển mạch IP, (b): thiết bị chuyển mạch IP ảo

Page | 11


Hiện nay người ta sử dụng 2 cơ cấu chuyển mạch IP như hình vẽ 3.1.
Trong đó điểm điều khiển giao thức định tuyến (IPCP) trong cả hai cơ chế đều
chạy các giao thức định tuyến điển hình như RIP, OSPF, BGP,... để cung cấp
đường định tuyến lớp 3 mặc định. IPCP có thể giao tiếp một cách trực tiếp
(kiểu a) hoặc gián tiếp (kiểu b) với các thành phần chuyển mạch để tái định
hướng các gói tin IP qua các thành phần chuyển mạch. Tương tự như chuyển
mạch ATM thông thường, các bộ chuyển mạch sử dụng một bảng kết nối gồm

các cổng đầu vào, thẻ đầu vào, cổng đầu ra, thẻ đầu ra tương ứng. Trong hình
vẽ, sơ đồ a gọi là chuyển mạch IP và sơ đồ b gọi là chuyển mạch IP ảo. Hai
kiểu này phân biệt bởi các điểm khác nhau sau:
Thứ nhất là khác nhau ở phạm vi của đường chuyển mạch lớp 2. Với
chuyển mạch IP thì đường chuyển mạch lớp 2 bao gồm các thiết bị chuyển
mạch IP riêng lẻ và các thiết bị chuyển mạch đó hoạt động dưới sự điều khiển
trực tiếp của một IPCP tương ứng. Để thiết lập đường chuyển mạch xuyên
suốt (End-to-End) thì các bộ chuyển mạch IP này phải “bắt tay” nhau cùng
cộng tác. Nhưng đối với kiểu chuyển mạch IP ảo, một đường chuyển mạch
xuyên suốt được xây dựng bởi một chuỗi các thành phần chuyển mạch IP
nhưng dưới sự điều khiển của một IPCP duy nhất.
Thứ hai, khác nhau ở vị trí của các “cổng” vào bộ chuyển mạch. Đối
với cấu hình a, các cổng vào và ra của hệ thống chuyển mạch ở cùng trong
một hệ thống còn ở cấu hình kiểu b, thì có thể ở trên cùng hoặc không cùng
một thiết bị chuyển mạch.
Thứ ba, khác nhau ở kiểu sử dụng các giao thức định tuyến và báo hiệu
ATM UNI/PNNI. Trong kiểu chuyển mạch IP, dựa vào cấu hình mạng IP và
các giao thức định tuyến để lựa chọn một đường dẫn chuyển tiếp xuyên qua
mạng và sau đó sử dụng giao thức điều khiển đặc biệt để trao đổi với nhau và
các chuyển mạch IP lân cận nhau sẽ thực hiện cơ chế ánh xạ đường chuyển
mạch xuyên suốt đó thành đường chuyển mạch lớp 2. Còn trong kiểu chuyển
mạch IP ảo, sử dụng các giao thức điều khiển đặc biệt để khởi đầu chu trình
nhưng dựa trên cấu hình mạng ATM, các giao thức định tuyến và báo hiệu để
Page | 12


lựa chọn và xây dựng các đường chuyển mạch lớp 2. Trong trường hợp này
phải sử dụng các giao thức định tuyến và báo hiệu ATM UNI/PNNI.
Cần phải lưu ý rằng, một bộ chuyển mạch IP có khả năng chạy các giao
thức ATM trong một hệ thống xuyên suốt hoặc trong các đoạn chuyển mạch.

Báo hiệu UNI của bộ chuyển mạch IP và tính năng quản trị VC được sử dụng
nếu nếu hai thiết bị chuyển mạch IP muốn liên lạc xuyên qua một mạng các
thiết bị chuyển mạch ATM trung gian.
3.1.2 Đầu vào và đầu ra của chuyển mạch IP
Một hệ thống chuyển mạch IP cung cấp chuyển phát và định tuyến lớp
3 mặc định và các dịch vụ lớp 2 được tăng tốc. Lợi ích của các dịch vụ này có
thể là các dịch vụ độc lập hoặc một nhóm người sử dụng trong một đoạn
LAN, trong một mạng hay một đích được chia sẻ. Cần có một cách để vào và
ra hệ thống chuyển mạch IP, để có thể quyết định ai có thể thu các dịch vụ
chuyển mạch IP. Các thành phần vào (ingress) và ra (egress) phục vụ cho yêu
cầu này, chúng được đặt tại sườn của hệ thống chuyển mạch IP.
Một thành phần vào/ra có thể bao gồm một đoạn mã chạy trong một
máy tính hay một chức năng được bổ sung trong một thiết bị sườn đang tồn tại
hoặc một router hay một “hộp đen” đặc biệt nào đó.
Các chức năng quan trọng của các thành phần vào/ra của chuyển mạch IP:
- Cung cấp việc phát chuyển tiếp IP mặc định thông thường cho lưu
lượng vào và ra khỏi mạng
- Cung cấp các phương tiện bien dịch (Ví dụ: Ethernet to ATM,...) phục
vụ cho các gói vào và ra khỏi hệ thống chuyển mạch IP
- Tham gia vào các thủ tục điều khiển để thiết lập, duy trì và xóa bỏ
một đường chuyển mạch lớp 2 giữa đầu vào và đầu ra tương ứng.
- Tại đầu vào, phân loại các gói thích hợp và sau đó chuyển chúng vào
đường chuyển mạch lớp 2. Cách giải quyết chung là kiểm tra một số trường
trong tiêu đề gói để quyết định liệu các gói có nên đặt vào trong một đường
chuyển mạch hay không, nếu được thì kiểm tra một bảng định tuyến chuẩn,
Page | 13


gắn thẻ cho gói. Còn trong trường hợp là một hệ thống chuyển mạch ATM thì
phân mảnh và truyền qua một kết nối ảo.

- Tại đầu ra, nhận các gói qua đường chuyển mạch lớp 2 và thực hiện
các thủ tục chuyển tiếp IP chuẩn khi các gói ra khỏi hệ thống chuyển mạch IP
Khái niệm đầu vào và đầu ra một chuyển mạch IP được chỉ ra trong
hình 3.2:

L3
L2

Chuyển tiếp
L3
Chuyển mạch
L2

a)

L3
L2

Chuyển tiếp
L3

b)

Hình 3.2: Chuyển mạch IP với chức năng đầu vào (a) và đầu ra (b)
Giả thiết ở trên rằng hệ thống chuyển mạch IP đã quyết định một số gói
được chuyển tiếp qua một đường chuyển mạch lớp 2 và đường này sẽ được
thiết lập giữa các thiết bị đầu vào và đầu ra của mạng. Các gói đến đầu vào của
mạng được phân loại ra hai đường là chuyển tiếp IP lớp 3 mặc định hoặc
chuyển mạch lớp 2, việc phân loại này dựa trên các địa chỉ IP nguồn/đích hoặc
các tiền tố mạng đích. Các gói được phân loại là đường chuyển mạch lớp 2

được chuyển qua đường chuyển mạch. Các gói khác chuyển qua lớp 3 sử dụng
các thủ tục chuyển tiếp IP thông thường. Khi các gói đến đầu ra mạng, chúng
được gửi đến lớp 3 để xử lý IP thông thường và được chuyển phát đến đích.
Một chuyển mạch IP không hoạt động ở chế độ tự trị, do đó cần có các
chức năng bổ sung tại đầu vào và đầu ra mạng nhằm cho phép các gói vào hệ
thống chuyển mạch IP, chuyển tiếp giữa các chuyển mạch lớp 2 hoặc định
tuyến lớp 3 và sau đó thoát ra.

Page | 14


3.1.3 Đường tắt
Trong môi trường định tuyến IP thông thường, gói tin từ mạng nguồn
được chuyển tiếp theo từng chặng (hop-by-hop) qua một chuỗi các bộ định
tuyến (router) đến mạng đích. Một khi gói tin đến mỗi bộ định tuyến, bộ
định tuyến phải tiến hành kiểm tra bảng định tuyến, kiểm tra tiêu đề, giảm
TTL (Tham số chỉ thời gian sống của gói tin để chống lặp), biên dịch theo
các phương tiện truyền dẫn cụ thể, ... Những công việc này làm nảy sinh thời
gian trễ hội tụ và thời gian truy cập gói tin khi qua một đường định tuyến.
Thời gian trễ lớn dẫn đến hiệu năng truyền thấp, băng thông nhỏ chính là hạn
chế của phương pháp IP thông thường. Để giảm thời gian trễ của gói tin khi
truyền qua bộ định tuyến phải bỏ qua các chặng định tuyến trung gian của
gói tin càng nhiều càng tốt. Đường dẫn này chỉ có thể ở mức 2 và gọi là
đường tắt (Shortcut path). Vậy, đường tắt là một đường dẫn kết nối ảo từ
mạng nguồn đến đích bỏ qua các chặng định tuyến mức 3 trung gian. Một
đường tắt như vậy có thể được thiết lập giữa hai Host, hai bộ định tuyến
biên, hoặc kết hợp cả hai.
Đường tắt phải có các thuộc tính sau:
 Bỏ qua chức năng định tuyến lớp 3 (lớp mạng)
 Đường tắt có thể được xây dựng dựa vào lưu lượng dữ liệu hoặc

lưu lượng điều khiển. ở phương pháp thứ nhất, một phần dữ liệu
được định tuyến qua đường dẫn lớp 3 trước khi hệ thống chuyển
mạch IP thiết lập một đường tắt. ở phương pháp thứ hai, đường
tắt được thiết lập dựa vào lưu lượng điều khiển (như cập nhật
bảng định tuyến) do đó, tất cả dữ liệu đều được truyền qua nó.
 Nếu một đường dẫn tắt giữa bộ định tuyến biên vào và ra mạng
không tồn tại hoặc đột ngột bị mất thì lưu lượng vẫn được định
tuyến đến đích theo đường định tuyến lớp 3 bình thường.
 Đường tắt có thể cùng đường vật lý (cùng Node và liên kết) với
đường dẫn định tuyến (Chuyển mạch IP) hoặc có thể tách biệt
nhau (Chuyển mạch IP ảo)
 Một đường tắt từ biên vào và ra mạng có thể là một đường dẫn
xuyên suốt hoặc được tạo nên bởi sự kết nối một chuỗi các đường
tắt nhỏ hơn.
Page | 15


 Đường tắt có thể theo cấu hình điểm đến điểm, điển đến đa điểm
hoặc đa điểm đến điểm.
 Hỗ trợ tính năng QoS, CoS cho dịch vụ sử dụng.
3.2 Các mô hình địa chỉ của chuyển mạch IP
Để hợp tác với nhau thì yêu cầu các thiết bị ATM và IP phải biết được
địa chỉ của nhau khi cần thiết nghĩa là có cơ cấu địa chỉ sao cho chúng có thể
chuyển đổi lẫn nhau một khi có yêu cầu. Một mạng có sử dụng dịch vụ
chuyển mạch IP với kỹ thuật ATM phải hỗ trợ với một không gian địa chỉ IP
nhỏ nhất. Địa chỉ IP có thể gắn với một địa chỉ ATM của gói tin với một đích
hoặc hoặc nguồn cụ thể, hoặc sự ánh xạ từ địa chỉ IP của đến nối đến một kết
nối ảo (được đánh dấu bởi các thẻ VCI/VPI). Bởi vậy cho nên có hai kiểu
đánh địa chỉ cơ bản là : kiểu địa chỉ tách biệt (Separated) và kiểu chuyển đổi
IP thành VC (IP-VC).

3.2.1 Địa chỉ riêng
Trong chế độ này, cả hai loại địa chỉ IP và ATM đồng thời được sử
dụng trong mạng. Do vậy, một bộ định tuyến hoặc một máy chủ khi gắn vào
một mạng ATM phải được xác định bởi cả hai loại địa chỉ là IP và ATM.
Nếu kênh PVC không được thiết lập từ trước thì một máy chủ IP nguồn
phải biết địa chỉ ATM của máy chủ IP đích mà nó muốn liên lạc. Do vậy, cần
một ánh xạ địa chỉ từ IP đến ATM để máy chủ IP nguồn có thể yêu cầu một
kết nối SVC đến máy chủ IP đích cần liên kết. Máy chủ IP có thể làm được
công việc này nhờ vào cấu hình mạng mà nó đã biết hoặc nhờ vào việc truy
cập đến bảng ánh xạ địa chỉ IP-ATM của Server phân giải địa chỉ (ARS:
Address Resolution Server). Trong thực tế, cần hai giao thức tách biệt để định
tuyến cho các mạng đích IP và ATM mặc dù có thể có giao thức định tuyến
đơn có thể hỗ trợ cả hai loại trên (Ví dụ I-PNNI: Intergrated PNNI).
Chế độ địa chỉ tách biệt có các đặc điểm sau:
 Mỗi thiết bị được sử dụng ở mạng phải được xác định bởi địa chỉ
IP và ATM.
 Sử dụng các giao thức định tuyến tách biệt cho hai loại địa chỉ khác
nhau. Cụ thể OSPF, BGP, ... cho IP và UNI, PNNI cho địa chỉ ATM.
Page | 16


 Trong thực tế, việc sử dụng cơ cấu “yêu cầu máy chủ Server thực
hiện” làm xuất hiện độ trễ cho gói tin khi thiết lập đường định tuyến
bình thường giữa 2 máy chủ trên cùng một mạng con hay đường tắt
giữa thiết bị nguồn và đích.
Chế độ địa chỉ tách biệt được sử dụng kiểu chuyển mạch IP kiểu chồng
phủ ví dụ như giải pháp MPOA (Multi Protocol Over ATM).
3.2.2 Ánh xạ địa chỉ IP sang VC
Trong chế độ này, các thành phần mạng và gói tin chỉ được xác đình bởi
địa chỉ IP. Các gói tin được truyền ở một đường dẫn tắt tách biệt, một VC, được

thiết lập dựa vào nội dung của lớp IP trong tiêu đề của gói tin. Các giao thức
điều khiển được sử dụng để đưa các gói tin IP đến các đường dẫn tắt mà không
cần sử dụng địa chỉ ATM hoặc giao thức của diễn đàn ATM tuy nhiên, có sử
dụng các giá trị VPI/VCI để liên kết thông tin lớp IP với một kết nối VC.
Đặc điểm của chế độ địa chỉ IP-to-VC là:
 Chỉ sử dụng một địa chỉ duy nhất là địa chỉ IP
 Chỉ sử dụng một giao thức định tuyến để thông báo địa chỉ mạng IP
 Sử dụng giao thức ánh xạ IP-to-VC để liên kết gói tin IP với một
đường tắt.
Chế độ địa chỉ chuyển đổi này được sử dụng trong tất cả bộ chuyển
mạch IP ngang hàng với nhau và những khi không sử dụng giao thức của diễn
đàn ATM hoặc sử dụng để thiết lập một đường dẫn tắt. Các giải pháp chuyển
mạch IP sử dụng chế độ địa chỉ này rất nhiều như IFMP, GSMP,...
3.3 Các mô hình chuyển mạch IP
Có hai chế độ cơ bản của chuyển mạch IP, chúng khác nhau ở cách sử
dụng hoặc không sử dụng các giao thức của diễn đàn ATM và thuộc kiểu cấu
trúc thiết bị chuyển mạch IP hay chuyển mạch IP ảo. Đó là chế độ ngang hàng
(Peer) và chồng phủ (Overlay).
3.3.1 Mô hình xếp chồng
Chế độ chồng phủ của chuyển mạch IP là chế độ mà lớp IP chạy trên đầu
lớp ATM. Hay nói cách khác, nó bao gồm các thiết bị IP với địa chỉ IP chạy
Page | 17


giao thức định tuyến IP và thiết bị ATM (như máy chủ IP, bộ định tuyến IP,
chuyển mạch ATM) với địa chỉ ATM chạy các giao thức báo hiệu và định
tuyến ATM. Do vậy, có thể nói chế độ chồng phủ là chế độ đơn giản nhất bởi vì
các thành phần IP và ATM đều sẵn có và chạy hầu hết các giao thức cơ bản.
Tuy nhiên có nhược điểm là hiệu năng hoạt động không cao bởi sẽ có nhiều
chức năng được lặp lại bởi luôn tồn tại 2 kiểu địa chỉ và chạy trên 2 bộ giao

thức cùng chức năng.
Đặc điểm của chế độ chồng phủ:
 Sử dụng chế độ địa chỉ tách biệt
 Chạy các giao thức định tuyến tách biệt: IP (OSPF, BGP,...), ATM
(PNNI), nghĩa là sử dụng hai cấu hình tách biệt và mỗi cấu hình
không quan tâm đến nhau. Ví dụ, một bộ định tuyến IP chạy giao
thức OSPF chỉ biết cấu hình của mạng IP mà không biết và không
thấy chuyển mạch ATM.
 Nếu sử dụng SVC thì yêu cầu có sự phân giải địa chỉ giữa IP - ATM
và thực hiện giao thức định tuyến/ báo hiệu UNI/PNNI để thiết lập
đường định tuyến bình thường cũng như đường dẫn tắt.
 Thông thường sử dụng cho cấu trúc chuyển mạch IP ảo
 Hỗ trợ các đường định tuyến mặc định (Lớp 3) và đường tắt (Lớp 2)
 Có cùng một phiên bản cho kỹ thuật IP trên các mạng đa truy nhập
không quảng bá khác (NBMA).
Một ví dụ của chế độ chồng phủ được minh hoạ như hình vẽ 3.3 sau:

Page | 18


IPCP #2
IPCP #1
Biên vào
Biên ra

ATM Switch #2
ATM Switch #1
Đường định tuyến IP
Đường tắt

ATM Switch #3

ATM Switch #4

Hình 3.3: Ví dụ về chế độ xếp chồng của chuyển mạch IP
Trong ví dụ này, sử dụng chế độ địa chỉ tách biệt và dựa trên thiết bị
mạng IP và ATM có sẵn.Đường định tuyến mặc định giữa biên vào và ra
mạng xuyên qua một chuỗi các IPCP #1 và IPCP#2 (IPCP: Điểm điều khiển
giao thức IP). Đường dẫn tắt được thiết lập giữa biên vào và ra, bỏ qua các
chặng định tuyến trung gian là IPCP #1 và IPCP#2. Tại đầu vào mạng, biên
vào phải xác định được địa chỉ ATM của biên ra, sau đó nó thực hiện các giao
thức định tuyến và báo hiệu ATM để thiết lập đường chuyển mạch lớp 2 qua
các bộ chuyển mạch ATM 1,3 và 4. Trong trường hợp này, gói tin được
truyền qua đường tắt không cùng liên kết vật lý và Node như khi nó được
truyền qua đường định tuyến mặc định lớp 3. Điều này cũng rất hợp lý bởi vì
giao thức định tuyến và báo hiệu ATM quyết định đường SVC từ biên vào
đến biên ra chỉ phụ thuộc vào cấu hình mạng ATM mà không phụ thuộc vào
cấu hình mạng IP.
3.3.2 Mô hình đồng cấp
Trong chế độ này, các bộ chuyển mạch IP thành phần chỉ sử dụng địa
chỉ IP và giao thức định tuyến IP. Chế độ ngang hàng cũng sử dụng một giao
thức điều khiển riêng để thực hiện sự ánh xạ lưu lượng IP vào các đường tắt.
Đặc điểm của chế độ ngang hàng:
 Chỉ sử dụng một kiểu địa chỉ duy nhất: địa chỉ IP
 Chỉ sử dụng một giao thức định tuyến
Page | 19


 Chuyển mạch IP sử dụng các giao thức điều khiển đặc biệt để ánh
xạ các gói tin vào các đường tắt: đường chuyển mạch lớp 2.

 Hỗ trợ cả đường định tuyến mặc định và đường tắt.
Hình vẽ 3.4 sau minh hoạ chế độ ngang hàng.
IPCP #1

IPCP #2

Biên vào

Biên ra

IPCP #4
IPCP #3

IPCP #5

Đường định tuyến IP
Đường tắt

Hình 3.4: Ví dụ về chế độ ngang hàng của chuyển mạch IP
Địa chỉ IP-VC được thực hiện bởi vì không có sự có mặt của thành
phần chuyển mạch ATM và chạy các giao thức của diễn đàn ATM. Ở ví dụ
này, đường dẫn tắt trùng với đường định tuyến mặc định xét về tính vật lý của
node và liên kết. Sỡ dĩ có sự giống nhau bởi vì trong chế độ này ta chỉ dùng
một giao thức định tuyến IP để tính một đường dẫn tối ưu đến một đích dựa
vào cấu hình mạng IP.

Page | 20


Bảng 3.1 sau đây sẽ đưa ra sự so sánh tóm tắt giữa các chế độ chuyển

mạch IP.
Thuộc tính
Chế độ địa chỉ

Overlay
Địa chỉ tách biệt
(IP và ATM)

Peer
Địa chỉ đơn (IP) và sử
dụng ánh xạ trực tiếp
IP-to-VC

Giao thức định tuyến

Yêu cầu cả IP và ATM

Chỉ yêu cầu IP

Yêu cầu các giao thức
của ATM

Có

Không

Yêu cầu các giao thức
đặc biệt IP-to-Shortcut

Không

Có

Đường định tuyến lớp
3 và đường chuyển
mạch lớp 2

Không trùng nhau

Trùng nhau

Các thành phần
chuyển mạch IP

Chuyển mạch IP ảo, bộ
định tuyến, máy chủ

Chuyển mạch IP, bộ
định tuyến, máy chủ

Triển khai ở các mạng

MPOA, Bộ định tuyến
gán với mạng ATM

Chuyển mạch IP chạy
IFMP/GSMP, ARIS, ...

3.4 Các kiểu chuyển mạch IP
Các tiêu chuẩn cho việc thiết lập và phân loại lưu lượng để truyền vào

các đường chuyển mạch lớp 2 phụ thuộc vào các kiểu và giao thức của các
giải pháp chuyển mạch IP. Nói một cách tổng quát, có hai giải pháp cho
chuyển mạch IP là giải pháp theo lưu lượng và giải pháp theo cấu hình mạng
3.4.1 Giải pháp chuyển mạch theo luồng
Luồng (flow) là một chuỗi các gói có cùng địa chỉ nguồn, địa chỉ đích
và số cổng vào, ra. Giải pháp chuyển mạch IP theo luồng dữ liệu là giải pháp
chỉ áp dụng cho từng luồng cụ thể.
Hoạt động cơ bản của chuyển mạch IP dựa theo luồng lưu lượng được
minh hoạ như ở hình vẽ 3.5 và bao gồm các bước sau đây:
Page | 21


Giải pháp này tiến hành dựa vào các bước cơ bản sau:
 Đầu tiên N gói tin của một luồng được định tuyến theo từng chặng
qua một hay nhiều thực thể định tuyến IP (R1, R2,..., RN) đến
đích. Các thực thể định tuyến Ri này thuộc các bộ định tuyến IP,
bộ định tuyến IP ảo, hoặc các bộ định tuyến được kết nối với nhau
bằng các kết nối ATM.
 Dựa vào đặc tính của luồng IP ví dụ kiểu lưu lượng, số cổng, địa chỉ
IP nguồn/đích, tốc độ đến, ... các thực thể định tuyến IP (tại biên
cũng như ở giữa mạng) quyết định khởi đầu một chu trình tái điều
khiển. Chu trình tái định hướng này liên quan đến việc yêu cầu hệ
thống thiết lập một đường tắt chuyển mạch lớp 2 và điều khiển lưu
lượng truyền qua đường tắt vừa thiết lập.
Một khi luồng IP được tái điều khiển thì tất cả các gói tin còn lại được
truyền qua đường chuyển mạch lớp 2.
Đích

Nguồn



N gói tín

R1
B

B

R2
B

B

RN

N gói tín



Tái điều
khiển
(N +1)+M
gói tín

ATM

ATM

ATM

Switch

Switch

Switch

(N +1)+M
gói tín

Hình 3.5: Chuyển mạch IP kiểu hướng
dữ liệu
Hình vẽ 3.5 minh hoạ kiểu chuyển mạch này. Kiểu chuyển mạch IP
theo luồng dữ liệu có nhiều ưu điểm. Thứ nhất, nó không cần thiết chuyển
mạch tất cả các luồng lưu lượng của tất cả các luồng. Bởi vì không phải luồng
dữ liệu nào cũng cần thiết phải yêu cầuchuyển mạch như luồng ICMP “ping”,
hay thư điện tử tối ưu,... Thứ hai, sự tái điều khiển chỉ được thực hiện riêng
cho từng luồng cụ thể do đó, đảm bảo chất lượng gói tin truyền qua luồng đó.
Tóm lại, đặc điểm cơ bản của kiểu chuyển mạch IP theo dữ liệu là:
 Tuỳ vào tình trạng của một luồng cụ thể mà thiết bị chuyển mạch IP
quyết định thiết lập một đường chuyển mạch cho luồng đấy từ ứng
dụng đến ứng dụng khác hay từ máy chủ đến máy chủ. Một luồng
Page | 22


được định nghĩa là một chuỗi các gói tin có chung các thông tin tiêu
đề như địa chỉ IP đích/ nguồn hay số cổng TCP/UDP.
 Sự tái điều khiển được thực hiện độc lập cho mỗi luồng và phạm vi
có thể chỉ ở các thiết bị chuyển mạch lân cận nhau hoặc xuyên suốt
từ biên vào và ra mạng. Nghĩa là các thiết bị chuyển mạch có thể xử

lý khác nhau cho cùng một luồng lưu lượng.
 Nếu một đường tắt không tồn tại hoặc tự nhiên biến mất thì các gói
tin phải được định tuyến đến đích.
Các đường tắt được thiết lập dựa vào lưu lượng mang trạng thái mềm
nghĩa là chúng sẽ huỷ bỏ nếu không được làm tươi trước một thời gian định
trước (time out).
3.4.2 Giải pháp chuyển mạch theo cấu hình
Chuyển mạch IP theo cấu hình dựa trên cấu hình mạng IP và sử dụng
các giao thức định tuyến IP thông thường (như OSPF, BGP...) và được thực
hiện tại các thực thể định tuyến IP của chuyển mạch IP. Các thẻ mới
(VPI/VCI) được kết hợp với địa chỉ mạng IP đích để chỉ ra một mạng đích.
Chúng được tạo ra và phân phối tới các chuyển mạch IP khác trong miền định
tuyến. Tất cả lưu lượng đã được dự tính trước cho một mạng đích cụ thể sẽ đi
theo một đường dẫn chuyển mạch dựa trên các thẻ VPI/VCI mới.
Hoạt động cơ bản của chuyển mạch IP dựa theo cấu hình được minh
hoạ như ở hình vẽ 3.6.
RN
(Địa chỉ đích, nhãn)

Đích

Chuyển mạch biên
Chuyển mạch
Vào mạng
ATM

Chuyển mạch
ATM

Chuyển mạch biên

Ra mạng

Hình 3.6: Chuyển mạch IP theo cấu hình

Page | 23


Quá trình chuyển mạch bao gồm các bước sau:
Bước 1: Hội tụ các chuyển mạch IP trên một cấu hình mạng dựa vào sự thay
đổi các bản tin giao thức định tuyến giữa các thực thể định tuyến IP
(R1,R2, ... Rn).
Bước 2:

Các thẻ VPI/VCI mới được kết hợp với địa chỉ mạng đích theo
dạng: {địa chỉ mạng đích, thẻ} được tạo ra và phân phối tới các
thành phần của chuyển mạch IP trong miền định tuyến.

Bước 3: Đầu vào của chuyển mạch IP kiểm tra địa chỉ mạng đích của các gói
vào mạng. Thay vì chuyển tiếp các gói đến địa chỉ IP trong chặng
tiếp theo, đầu vào chuyển mạch IP đặt các gói lên một đường dẫn
chuyển mạch để đến mạng đầu ra. Tất cả lưu lượng đến đích đó
truyền qua một đường dẫn chuyển mạch từ mạng đầu vào đến mạng
đầu ra.
Bước 4:

Tại đầu ra chuyển mạch IP nhận được các gói qua đường dẫn
chuyển mạch và chuyển tiếp chúng đến lớp 3 để tới mạng đích.

Giải pháp điều khiển theo cấu hình cho chuyển mạch IP cải thiện hiệu
năng và tính linh hoạt so với giải pháp điều khiển luồng. Thứ nhất, tất cả lưu

lượng gồm một hoặc nhiêu luồng đến cùng một mạng đích được chuyển
mạch. Mặt khác toàn bộ lưu lượng được chuyển mạch, không chỉ có phần
đuôi như trong trường hợp chuyển mạch IP theo luồng. Thứ hai, chuyển mạch
IP theo cấu hình có trễ thời gian xử lý gói tin thấp hơn nhiều so với phương
pháp theo luồng bởi vì các đường dẫn chuyển mạch chỉ được thiết lập sau khi
có thay đôi cấu hình hoặc sau khi điều khiển lưu lượng. Nếu cấu hình ổn
định, các đường dẫn chuyển mạch sẽ được thiết lập và tất cả lưu lượng thích
hợp sẽ được truyền qua nó. Xét về phương diện qui mô thì giải pháp theo cấu
hình là tốt hơn. Bởi vì số đường dẫn chuyển mạch trong một miền định tuyến
là cân đối với số lượng các bộ định tuyến hay kích thước của mạng. Ngoài ra,
có thể cho phép các mức cao hơn sử dụng các kết nối đa điểm đến điểm (ví dụ
sự hợp nhất VC) để dùng chung một tập mạng đích.
Bên cạnh những ưu điểm nêu trên thì kỹ thuật này cũng có nhiều hạn
chế so với kỹ thuật thứ nhất. Thứ nhất, được lợi về qui mô và hiệu năng thực
hiện thì phải trả giá về chi phí. Chuyển mạch theo cấu hình dựa vào cấu hình
Page | 24