Tìm hiểu chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát GMPLS

LỜI MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây,cùng với việc bùng nổ Internet trên toàn cầu
kéo theo đó là các dịch vụ mới như truyền hình số đa phương tiện, video,
xử lý ảnh đòi hỏi băng thông ngày càng cao lên tới cỡ gigabyte với khoảng
cách xa, mật độ cao độ rủi ro thấp. Nhưng các giao thức hiện nay không thể
đáp ứng được nhu cầu đó. Do đó xu thế tất yếu là cần phải có một giao
thức mới ra đời nhằm thoả mãn các yêu cầu trên.Theo nghiên cứu thì các
sợi quang với thuận lợi về băng thông (tần số sóng mang cỡ 200 THz),
trong lượng và kích thước nhỏ; hoàn toàn cách biệt về điện, không có giao
thoa cũng như suy hào về đường truyền thấp. Và những ưu điểm đó đã
được phát triển cho các ứng dụng rộng rãi trong mạng truyền dẫn hiện nay.
Để tận dụng được những ưu điểm trên thì việc phân luồng và gán bước
sóng phù hợp cho tín hiệu đến và đi cho các tuyến trên sợi quang là công
việc rất có ý nghĩa nhằm phát huy năng lực tiềm tàng của sợi trong việc
tăng dung lượng đường truyền
Trên thế giới mạng ghép kênh theo bước sóng WDM (Wavelength Division
Multiplexing) đã được thương mại hoá từ năm 1996. Xu thế phát triển mạng
hiện nay ở Việt Nam là mục tiêu xây dựng mạng truyền tải toàn quang cho
mạng thế hệ sau NGN (Next Generation Network) dựa trên công nghệ
WDM. Những lỗ lực phi thường về công nghệ truyền dẫn quang trong đó
tập trung vào nghiên cứu vấn đề công nghệ mạng WDM trên thế giới hiện
nay đang dần dần đáp ứng được nhu cầu tất yếu của mạng. Có nhiều vấn
đề cần phải được giải quyết trong mạng WDM nhằm ngày càng hoàn thiện
đặc tính mạng. Trong đó các vấn đề đó thì định tuyến và gán bước sóng
trong mạng quang nói chung và mạng WDM nói riêng được coi là một trong
những kỹ thuật quan trọng nhất và có tính sống còn. Một mặt kỹ thuật này
cho phép xây dựng được mạng truyền dẫn quang linh hoạt và đảm bảo
thông suốt các lưu lượng tín hiệu lớn. Mặt khác nó cho phép tận dụng băng
tần của sợi quang trong khi vẫn đơn giản hoá được rất nhiều cấu trúc
mạng. Điều đó có tác động lớn tới việc xây dựng và bảo dưỡng mạng rất có
hiệu quả sau này.

Trong những năm gần đây ngành công nghiệp viễn thông đã và đang
tìm một phương pháp chuyển mạch có thể kết hợp ưu điểm của IP (như cơ

1


cấu định tuyến) và của ATM (như thông lượng chuyển mạch). Công nghệ
chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS (Multi Protocol Label Switching) là
kết quả phát triển của nhiều công nghệ chuyển mạch Ip sử dụng cơ chế
hoán đổi nhãn như của ATM để tăng tốc độ truyền gói tin mà không cần
thay đổi các giao thức định tuyến của IP. Nhưng gần đây nền công nghiệp
viễn thông lại bị hút về chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát GMPLS
(Generalized MPLS) do giải pháp về mặt phẳng điều khiển cho mạng quang
thế hệ sau.GMPLS hỗ trợ không chỉ các thiết bị thực hiện chuyển mạch gói
mà còn thực hiện chuyển mạch theo miền thời gian, theo bước sóng và
theo không gian. GMPLS nhằm hiện đại hoá việc định tuyến qua mạng
thông tin quang bằng việc tạo ra một mặt phẳng chung giữa các lớp quản lý
dịch vụ IP và các lớp thông tin quang, đặc biệt cho phép chúng phản ứng
rất linh hoạt với các yêu cầu thay đổi băng thông, cho phép thiết lập các
dịch vụ thông tin quang năng động hơn.
Với ý nghĩa đó công việc nghiên cứu tìm hiểu và đánh giá các thuật
toán định tuyến và gán bước sóng trong mạng quang dựa trên GMPLS
được tiến hành trong luận văn này là rất cần thiết, đặc biệt khi xu thế mạng
NGN yêu cầu việc cấp phát tài nguyên.Với toàn bộ nội dung trình bày trong
luận văn này, đề tài mong muốn được tiếp tục nghiên cứu về vấn đề này
nhằm tham gia và trao đổi một vấn đề học thuật trong một lĩnh vực mạng
thông tin quang còn rất rộng lớn và hấp dẫn.
Mục đích của đề tài luận văn là nghiên cứu các kỹ thuật định tuyến và
gán bước sóng trong mạng quang dựa trên GMPLS. Với mục tiêu đó nội
dung của luận văn bao gồm các vấn đề sau:

Chưong 1: Giới thiệu tổng quan về công nghệ chuyển mạch nhãn đa
giao thức (MPLS) và chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát (GMPLS)
Chương 2: Giới thiệu về vấn đề định tuyến và gán bước sóng trong
mạng quang (RWA) và cách thức chung để giải quyết bài toán này
Chương 3: Tập trung trình bày về phương pháp định tuyến và gán
bước sóng trong mạng quang dựa trên kỹ thuật chuyển mạch nhãn đa giao
thức tổng quát GMPLS

2


Chương 4: Tập trung vào việc xây dựng mô hình bài toán định tuyến
và gán bước sóng trong mạng quang dựa trên kỹ thuật chuyển mạch nhãn
đa giao thức tổng quát GMPLS

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA
GIAO THỨC MPLS VÀ GMPLS
1.1 GIỚI THIỆU
Trong những năm gần đây cùng với sự bùng nổ của Internet trên toàn
cầu thì các dịch vụ thoại và đa phương tiện cũng ngày càng phát triển với
tốc độ chóng mặt. Kéo theo đó là vấn đề về tốc độ và dải thông của các
dịch vụ này đã vượt quá tài nguyên hạ tầng của Internet hiện nay.
Như chúng ta đã biết giao thức định tuyến TCP/IP có ưu điểm là khả
năng định tuyến và truyền gói tin một cách hết sức mềm dẻo và linh hoạt.
Tuy nhiên nhược điểm của nó là không đảm bảo được chất lượng dịch vụ,
tốc độ truyền tin theo yêu cầu. Trong khi đó công nghệ ATM có thế mạnh ưu
việt về tốc độ truyền tin cao, đảm bảo thời gian thực và chất lượng dịch vụ
theo yêu cầu định trước nhưng nó lại không có được khả năng định tuyến
mềm dẻo như của TCP/IP. Giải pháp được đặt ra đối với các nhà khoa học
là tìm ra một phương thức chuyển mạch có thể kết hợp đồng thới ưu điểm

của TCP/IP và ATM. Sự kết hợp đó có thể là giải pháp kỳ vọng cho mạng
viễn thông tương lai- mạng thế hệ sau NGN.
Chuyển mạch nhãn là giải pháp đáp ứng được nhu cầu đó. Có lẽ yếu
tố thúc đẩy quan trọng nhất đằng sau chuyển mạch nhãn là nhu cầu phát
triển chức năng định tuyến của Internet và IP. Và đó cũng là điều tất yếu do
đòi hỏi của sự phát triển nhanh chóng của Internet.

3


Sự ra đời của chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS đã góp phần
giải quyết các vấn đề mà các mạng ngày nay đang phải đối mặt như tốc độ,
lưu lượng truyền khả năng mở rộng cấp độ mạng, quản lý chất lượng dịch
vụ (QoS). MPLS đã xuất hiện để đáp ứng các yêu cầu dịch vụ và quản lý
băng thông cho giao thức Internet (IP) thế hệ sau dựa trên mạng đường
trục.
Nói tóm lại, 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. 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.

1.2. CÔNG NGHỆ IP
Như đã nhắc ở trên MPLS là sự kết hợp của hai công nghệ IP và
ATM. Nên chúng ta sẽ giới thiệu khái quát về hai công nghệ này.
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 chúng ta 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
4


QoS như: RSVP, IntServ, DiffServ; giao thức 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. Và thế là nhiều công nghệ mạng đã ra đời, điển
hình là FR và ATM.
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.
1.3. CÔNG NGHỆ ATM
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. Mạng số dịch vụ
tích hợp băng rộng (B-ISDN) là một kỹ thuật cho phép truyền thông thời
gian thực giữa các thiết bị truyền thông đầu cuối, sử dụng kỹ thuật ATM.
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.

5


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. 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. Tuy nhiên, ATM có thể chuyển mạch nhanh hơn vì
nhãn gắn trên cell có kích thước cố định (nhỏ hơn của IP), kích thước bảng
chuyển tin nhỏ hơn nhiều so với của IP router, và việc này 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.
1.4. CÔNG NGHỆ MPLS
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

6


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.
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 và chức năng điều khiển. 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. Các bộ định tuyến sử dụng thiết bị này gọi là bộ
định tuyến chuyển mạch nhãn LSR (Label switching Router). Phần chức
năng điều khiển của MPLS bao gồm các giao thức định tuyến lớp mạng với
nhiệm vụ phân phối thông tin định tuyến giữa các LSR, và thủ tục gán nhãn
để chuyển thông tin định tuyến thành bảng định tuyến chuyển mạch nhãn.

MPLS có thể hoạt động được với các giao thức định tuyến Internet như
OSPF (Open Shortest Path First) và BGP (Boder Gateway Protocol) hay
7


PNNI của ATM. Do MPLS hỗ trợ điều khiển lưu lượng và cho phép thiết lập
tuyến cố định nên việc đảm bảo dịch vụ của các tuyến là hoàn toàn khả thi.
Ngoài ra, MPLS còn có cơ chế định tuyến lại nhanh (fast rerouting).
Bên cạnh độ tin cậy, công nghệ MPLS cũng hỗ trợ việc quản lý mạng
được dễ dàng hơn. Do MPLS quản lý việc chuyển tin theo các luồng thông
tin, các gói tin thuộc một FEC (Forwarding Equivalence Class - lớp chuyển
tiếp tương đương) có thể được xác định bởi giá trị của nhãn. Do vậy, trong
miền MPLS, các thiết bị đo lưu lượng mạng có thể dựa trên nhãn để phân
loại các gói tin. Bằng cách giám sát lưu lượng tại các bộ định tuyến chuyển
mạch nhãn LSR, nghẽn lưu lượng nhanh chóng được phát hiện và vị trí xảy
ra nghẽn lưu lượng có thể xác định. Tuy nhiên, giám sát lưu lượng theo
phương thức này không đưa ra được toàn bộ thông tin về chất lượng dịch
vụ (ví dụ như trễ xuyên xuốt của miền MPLS). Việc đo trễ có thể được thực
hiện bởi giao thức lớp hai. Để giám sát tốc độ của mỗi luồng và đảm bảo
các luồng lưu lượng tuân thủ tính chất lưu lượng đã được định trước, hệ
thống giám sát có thể dùng một thiết bị định dạng lưu lượng. Thiết bị này sẽ
cho phép giám sát và đảm bảo tuân thủ đặc tính lưu lượng mà không cần
thay đổi các giao thức hiện có.
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

8


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
Trong MPLS việc truyền dữ liệu xảy ra trên các đường chuyển mạch nhãn
LSPs (Label Switch Path) tạo ra từ đầu vào đến đầu ra của mạng MPLS
dùng để chuyển tiếp gói của FEC nào đó sử dụng cơ chế chuyển đổi nhãn.
LSPs được thiết lập trước khi truyền dữ liệu (kích thích điều khiển). Các
nhãn (tên nhận dạng chính xác giao thức) được phân bổ bằng việc sử dụng
giao thức phân bổ nhãn LDP (Label Ditribution Protocol) hoặc RSVP hoặc
được đội lên (piggybacked) các giao thức định tuyến như giao thức định
tuyến cổng miền (BGP) và OSPF. Mỗi gói dữ liệu bọc và mang các nhãn
trong suốt hành trình của chúng từ nguồn tới đích. Bởi vì các nhãn có độ
dài cố định được chèn ở đầu gói hoặc tế bào nên có thể chuyển mạch gói
nhanh giữa các tuyến liên kết bằng phần cứng.
1.4.1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN MPLS
Nhãn
9


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.
Link Layer

Header

MPLS
Shim

Network Layer
Header

Other Layers Headers and
data

Exp.bi
t

Label

20 bits

3 bits

BS
1 bit

TTL

8 bits

Hình 1.1: 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
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
Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn LSR (Label switching Router)

10


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
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.
+ 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.
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 rõ ràng (explicit) Định tuyến rõ ràng 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.
Cơ sở dữ liệu nhãn.
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.
Gói tin dán nhãn
11


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.
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.
1.4.2. THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA MPLS
LSR: Là thành phần quan trọng cơ bản của mạng MPLS. LSR là thiết
bị định tuyến chuyển mạch nhãn (Label Switching Router). Thiết bị này thực
hiện chức năng chuyển tiếp gói thông tin trong phạm vi mạng MPLS bằng
thủ tục phân phối nhãn.
LSR biên: Là thiết bị nằm ở biên của mạng MPLS. LSRs biên gửi hay
nhận các gói thông tin từ hay đến mạng khác nhau (Frame – Relay,ATM….)
và chuyển tiếp lưu lượng của các mạng này lên mạng MPLS sau khi thiết
lập LSPs bằng việc sử dụng giao thức báo hiệu nhãn ở lối vào và phân bổ
lưu lượng trở lại mạng truy nhập ở lối ra. LSR biên gán hay loại bỏ nhãn
cho các gói thông tin đến hoặc đi ra khỏi mạng MPLS. Các LSR biên có thể
là Igress Router (router lối vào) hay Egress Router (router lối ra).
ATM- LSR: Sử dụng giao thức MPLS trong bảng điều khiển thiết lập
kênh ảo ATM. Chuyển tiếp tế bào đến nút ATM-LSR tiếp theo.
ATM-LSR biên: Nhận gói có nhãn hoặc không có nhãn, phân vào các
tế bào ATM và gửi các tế bào đến nút ATM-LSR tiếp theo. Nhận các tế bào
ATM từ
ATM-LSR cận kề, tái tạo các gói từ các tế bào ATM và chuyển tiếp gói
có nhãn hoặc không nhãn.

12


1.4.3. CÁC GIAO THỨC SỬ DỤNG MPLS
Tham gia vào quá trình truyền thông tin trong mạng MPLS có một số
giao thức như LDP, RSVP, CR-LDP, MPLS-BGP. Các giao thức như RIP,
OSPF sử dụng trong mạng router định tuyến các gói IP sẽ không được đề

cập đến ở phần này.
A. 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 hình 2.6. 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.
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.

13


Giao thc phõn b nhón
Mgr

Dscy

OSPF

Sess

UDP

C
s
thụng
tin
nhón

Adtv

Notf

TCP
Mgr
Dscy
Sess
Advt
Notf

IP
MPLS Fwd

Qun lý LDP

Bn tin thm dũ
Bn tin qun lý phiờn
Phỏt hnh LDP
Bn tin xỏc nhn

ARP

MAC

PHY
Thành phần
c
giao
thphần giaoMPL
Thành
thức
không phải MPLSS

Hỡnh 1.2. V trớ giao thc LDP trong b giao thc MPLS
Cỏc loi bn tin LDP
LDP nh ngha 4 loi bn tin: Bn tin thm dũ, Bn tin phiờn, Bn tin
phỏt hnh, Bn tin thụng bỏo. Bn loi bn tin ny cng núi lờn chc nng
m nú thc hin.
Bn tin thm dũ (Discovery): Dựng thụng bỏo v duy trỡ s cú

mt ca 1 LSR trong mng. Theo nh k, LSR gi bn tin Hello
qua cng UDP vi a ch multicast ca tt c cỏc router trờn mng
con.
Bn tin phiờn (Session): thit lp, duy trỡ, v xoỏ cỏc phiờn

gia cỏc LSR. Hot ng ny yờu cu gi cỏc bn tin Initialization
trờn TCP. Sau khi hot ng ny hon thnh cỏc LSR tr thnh
cỏc i tng ngang cp LDP
Bn tin phỏt hnh (Advertisement): Dựng to, thay i v

xoỏ cỏc rng buc nhón vi cỏc FEC. Nhng bn tin ny cng
mang trờn TCP. Mt LSR cú th yờu cu 1 ỏnh x nhón t LSR lõn
cn bt k khi no nú cn. Nú cng phỏt hnh cỏc ỏnh x nhón bt
c khi no nú mun mt i tng ngang cp LDP no ú s
dng rng buc nhón.
Bn tin thụng bỏo (Notification): Dựng cung cp cỏc thụng

bỏo li, thụng tin chn oỏn, v thụng tin trng thỏi. Nhng bn tin
ny cng mang trờn TCP.

14


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).
LDP được thiết kế để dễ dàng mở rộng, sử dụng kiểu bản tin đặc biệt
để thu thập các đối tượng mã hoá TVL (kiểu, độ dài, giá trị).
Thủ tục thăm dò LSR lân cận
Thủ tục phát hiện LSR lân cận của LDP chạy trên UDP thực hiện như
sau (hình 1.3):
 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 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 đến cổng UDP đã biết tại địa chỉ IP xác
định được khai báo khi lập cấu hình. Đầu 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 2 LSR có
một đường LSP cho điều khiển lưu lượng và nó yêu cầu phải gửi các gói có
nhãn qua đường LSP đó.
U DP H ello

UDP Hello
TCP O pen

15


Initialization
IP

Label Request

Label Mapping

Hình 1.3. Thủ tục phát hiện LSR lân cận Tiêu đề 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 như đã được trình
bày ở trên. Hình 2.8 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 octet, ngoại trừ

trường phiên bản và trường độ dài.
 Nhận dạng LDP: 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
nhãn bên trong LSR.Với LSR có không
 gian nhãn lớn, trường chức năng này đặt về giá trị 0.

16


0

1 5
P h ê

n

3

b ả n

Đ

N hậ
N h ậ n

dạ n g

n

L

D

ộ

dạ n g

d à P
L

D

D

P

P

1U

.
Hỡnh 1.4. Tiờu LDP Mó hoỏ TLV
LDP s dng lc mó hoỏ kiu- di-giỏ tr mó hoỏ cỏc thụng
tin mang trong bn tin LDP. Nh ch ra trờn hỡnh 2.9, TVL c mó hoỏ
thnh mt trng 2 octet trong ú s dng 14 bớt c trng cho kiu, v
2 bit (U, F) cho trng hp LSR khụng nhn ra c kiu, 2 octet tip theo
l trng di v trng giỏ tr cú di thay i.
Trng kiu qui nh cỏc trng m giỏ tr c dch.
Trng di xỏc nh di ca trng giỏ tr.
Trng giỏ tr cú th cha cỏc TLV khỏc.

1

0
U

F

K

5

3

i ể u

Đ
G

i á

ộ

d

1

à i

t r ị

Hỡnh 1.5. Mó hoỏ TLV
Da trờn bn tin nhn c, khi bit U cú giỏ tr 0, LSR s gi thụng
bỏo ngc li ti ni phỏt v ton b bn tin s c b qua. Nu U cú giỏ
tr 1 thỡ mc dự khụng nhn ra kiu LSR khụng cn gi thụng bỏo v vn x
lý phn cũn li ca bn tin nh th l bn tin cha bit kiu ny khụng tn
ti.
Bit F ch c s dng khi bit U = 1 v bn tin LDP cha bn tin cha
bit kiu ny c truyn i. Nu bớt F bng 0 thỡ bn tin cha bit kiu s

17


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.
Các khuôn dạng và chức năng của các TLV (vượt khỏi phạm vi đồ
án này nên xin phép không nói đến).
Khuôn dạng bản tin LDP

U

Kiểu bản tin

Độ dài bản tin

ID bản tin
Thông số bắt buộc
Thông số tuỳ chọn
Hình 1.6. Khuôn dạng các 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: 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

được biết và không phải chỉ định một nhận dạng kiểu.

18


Khuôn dạng và chức năng các bản tin LDP
Phần này cung cấp thông tin về khuôn dạng và chức năng của các
bản tin LDP bao gồm:
 Bản tin Notification - Bản tin Thông báo
 Bản tin Hello – Bản tin Chào hỏi
 Bản tin Initialization - Bản tin khởi tạo
 Bản tin Keepalive - Bản tin giữ đường
 Bản tin Address - Bản tin Địa chỉ
 Bản tin Address Withdraw – Bản tin Thu hồi địa chỉ
 Bản tin Label Mapping - Bản tin Ràng buộc nhãn
 Bản tin Label Request – Bản tin Yêu cầu nhãn
 Bản tin Label Withdraw - Bản tin Thu hồi nhãn
 Bản tin Label Release – Bản tin Giải phóng nhãn  Bản tin Label
Abort Request - Bản tin Yêu cầu huỷ bỏ nhãn Bản tin Notification:
Bản tin thông báo cho biết một lỗi không thể tránh khỏi, là kết quả của
quá trình xử lý bản tin hay trạng thái của phiên LDP.
Nếu một LSR bắt gặp một điều kiện mà cần để thông báo tới LSR
ngang cấp cùng với thông tin tư vấn hay lỗi, nó gửi LSR đó một thông báo
chứa TLV trạng thái mà mã hóa thông tin và các TLV tùy chọn thêm. Nếu
điều kiện là không thể tránh khỏi, sau khi gửi bản tin thông báo, LSR chấm
dứt phiên LDP bằng cách đóng kết nối TCP và loại bỏ tất cả các trạng thái
đã liên kết cùng với phiên này.
Bản tin Initialization:.
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 bổ nhãn
 Các giá trị định thời

19


 Phạm vi các nhãn sử dụng trong kênh giữa 2 LSR đó.
Cả 2 LSR đều có thể gửi các bản tin Initialization và LSR nhận sẽ trả
lời bằng KeepAlive nếu các tham số được chấp nhận. Nếu có một tham số
nào đó không được chấp nhận thì LSR trả lời thông báo có lỗi và phiên kết
thúc.
Bản tin KeepAlive:
Các bản tin KeeepAlive 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
KeepAlive hay một số bản tin khác của LDP trong khoảng thời gian nhất
định thì LSR sẽ xác định đối phương hoặc kết nối bị hỏng và phiên LDP bị
dừng.
Bản tin Address:
Một LSR gửi một bản tin địa chỉ đến LSR ngang cấp để thông báo các
địa chỉ giao diện của nó. Một LSR nhận một thông điệp bản tin địa chỉ sử
dụng các địa chỉ nó biết để duy trì cơ sở dữ liệu cho ánh xạ giữa các bộ
nhận dạng LDP ngang cấp và các địa chỉ chặng tiếp theo. Khi một phiên
LDP mới được khởi tạo và trước khi gửi bản tin yêu cầu và gán nhãn, một
LSR thông báo các địa chỉ giao diện của nó với một hay nhiều địa chỉ giao
diện. Bất cứ khi nào một LSR kích hoạt một địa chỉ giao diện mới, nó cần
thông báo địa chỉ mới đó cùng với bản tin địa chỉ. Khi nó muốn hủy kích
hoạt địa chỉ nào đó, nó cần thu hồi địa chỉ cùng với bản tin thu hồi địa chỉ.
Bản tin Label Mapping:

Các bản tin Label Mapping được sử dụng để quảng bá liên kết giữa
FEC (tiền tố điạ chỉ) và nhãn. Bản tin Label Withdrawal 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 Lable Realease:
Bản tin này được LSR sử dụng khi nhận được chuyển đổi nhãn mà
nó không cần thiết nữa. Điều đó thường xảy ra khi LSR giải phóng nhận

20


thấy nút tiếp theo cho FEC đó không phải là LSR quảng bá liên kết
nhãn/FEC đó.
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 bản tin Label Request Abort.
Phát hành và sử dụng nhãn
Có một vài công cụ được sử dụng để phát hành và phân bổ nhãn.
Các đặc tả kiến trúc MPLS thiết lập các thủ tục đầy đủ cho những hoạt động
này. Những thủ tục này được tổ chức như sau.
Các LSR đường xuống đã định nghĩa 5 thủ tục, trong đó có 4 thủ tục
phân bổ và 1 thủ tục thu hồi. Các thủ tục phân bổ là: (a) Đẩy không điều
kiện; (b) Đẩy có điều kiện; (c) Kéo không điều kiện; (d) Kéo có điều kiện.
Các LSR đường lên đã định nghĩa 9 thủ tục gồm 4 loại đó là:
 Các thủ tục Yêu cầu gồm: (a) thủ tục Không bao giờ yêu cầu, (b)
thủ tục Yêu cầu khi cần, (c) thủ tục Yêu cầu theo yêu cầu.

 Các thủ tục Không khả dụng gồm: (a) thủ tục Yêu cầu có thử lại,
thủ tục Yêu cầu không thử lại.
 Các thủ tục Giải phóng gồm: (a) thủ tục Giải phóng khi thay đổi,
(b) thủ tục Giải phóng khi không thay đổi.
 Các thủ tục Sử dụng nhãn gồm: (a) thủ tục Sử dụng ngay, (b) thủ
tục Sử dụng nếu lặp vòng không được phát hiện.
Các thủ tục LSR đường xuống (Rd)
Hình 1.7 minh hoạ các thủ tục của LSR đường xuống.
Thủ tục Đẩy không điều kiện
Đẩy không điều kiện là trường hợp phân bổ nhãn đường xuống
không theo yêu cầu trong chế độ điều khiển LSP độc lập.
Giả sử X là tiền tố địa chỉ trong bảng định tuyến của LSR-Rd và
LSRRu là thực thể ngang cấp phân bổ của Rd. Nếu điều kiện này thoả mãn,

21


LSR-Rd phải ràng buộc 1 nhãn với X và gửi ràng buộc này tới LSR-Ru.
Trách nhiệm của Ru là phải luôn cập nhật ràng buộc này và phải thông báo
cho Rd biết mọi sự thay đổi.

Hình 1.7. Các thủ tục LSR đường xuống
Thủ tục Đẩy có điều kiện
Đẩy có điều kiện là trường hợp phân bổ nhãn đường xuống không
theo yêu cầu trong chế độ điều khiển theo lệnh.
Giả sử X là tiền tố địa chỉ trong bảng định tuyến của LSR-Rd; LSR-Ru
là lối ra của LSP; chặng tiếp theo của Rd là Rn. Hơn nữa, Rn đã ràng buộc
1 nhãn với X và phân bổ ràng buộc đó tới Rd. Trong tình huống này, Rd nên
ràng buộc 1 nhãn với X và gửi nó tới Ru.
Sự khác nhau giữa đẩy không có điều kiện và đẩy có điều kiện là ở

chỗ: đẩy không có điều kiện thực hiện phân bổ các ràng buộc nhãn cho tất
cả các tiền tố địa chỉ trong bảng định tuyến, còn đẩy có điều kiện chỉ thực
hiện phân bổ ràng buộc nhãn cho các tiền tố địa chỉ mà Rd đã nhận các
ràng buộc từ chặng kế tiếp của LSP.

22


Thủ tục Kéo không điều kiện
Kéo không điều kiện là trường hợp phân bổ nhãn đường xuống theo
yêu cầu, bằng việc sử dụng chế độ điều khiển LSP độc lập.
Giả sử X là tiền tố địa chỉ trong bảng định tuyến của LSR-Rd. LSR-Ru
yêu cầu LSR-Rd ràng buộc nhãn với X, và phân bổ ràng buộc nhãn này cho
tới nó. Rd phải tôn trọng yêu cầu ràng buộc này, và nếu nó không thể
(chẳng hạn, nó không là đối tượng ngang cấp phân bổ nhãn với Ru), thì nó
cũng phải thông báo cho Ru biết. Nếu Rd đã gửi một ràng buộc, thì nó phải
gửi một ràng buộc mới. Ràng buộc cũ vẫn giữ nguyên tác dụng. Kết quả
cuối cùng là 2 nhãn được kết hợp với cùng 1 tiền tố địa chỉ. Tại sao nhà
điều hành mạng muốn làm điều này? MPLS hiểu rõ điều này. Chúng cần
nhớ: Nếu các khía cạnh khác của FEC bên cạnh tiền tố địa chỉ được xem
xét, nó sẽ cho phép ràng buộc các nhãn khác nhau với các FEC khác nhau
có cùng tiền tố địa chỉ.
Thủ tục Kéo có điều kiện
Kéo có điều kiện là trường hợp phân bổ nhãn đường xuống theo yêu
cầu, bằng việc sử dụng chế độ điều khiển LSP theo lệnh.
Giả sử X là tiền tố địa chỉ trong bảng định tuyến của LSR-Rd. Ru yêu
cầu Rd ràng buộc 1 nhãn với X và phân bổ ràng buộc này tới Ru. Rn là lối
ra của LSP, hay chặng kế tiếp lớp 3 của Rd của X là Rn và Rn đã ràng buộc
1 nhãn với X và phân bổ ràng buộc đó tới Rd. Nếu những điều kiện này
thoả mãn, Rd phải ràng buộc 1 nhãn với X và phân bổ ràng buộc đó tới Ru.

Thủ tục Thu hồi nhãn
Nếu một LSR quyết định phá vỡ ràng buộc nhãn và tiền tố địa chỉ,
bản tin huỷ ràng buộc nhãn LDP phải được phân bổ tới tất cả các LSR mà
ràng buộc nhãn này đã đi qua lúc đầu.
Các thủ tục LSR đường lên (Ru)
Các hoạt động LSR đường lên là đơn giản hơn những hoạt động LSR
đường xuống như đã nói ở trên. Những hoạt dộng này được tóm tắt ngắn
gọn dựa vào phần 5.1.2 của RFC 3031.

23


Các thủ tục Yêu cầu
Thủ tục Không bao giờ yêu cầu
LSR không bao giờ yêu cầu 1 ràng buộc nhãn. Chẳng hạn, trong hình
2.11a và 2.11b, LSR đường xuống thực hiện các hành động cần thiết để
ràng buộc các nhãn với các tiền tố địa chỉ. LSR đường lên không cần thiết
phải thực hiện những nhiệm vụ này. Thủ tục này có thể áp dụng khi 1 LSR
sử dụng phân bổ nhãn đường xuống không theo yêu cầu và trong chế độ
duy trì nhãn đầy đủ, nhưng không nên được sử dụng nếu Rd sử dụng các
thủ tục Kéo không có điều kiện hay Kéo có điều kiện.
Thủ tục Yêu cầu khi cần
Khi một router tìm một tiền tố địa chỉ mới hay khi 1 tiền tố mới được
cập nhật, thì thủ tục này được thực hiện - nếu 1 ràng buộc nhãn không tồn
tại. Thủ tục này được thực hiện bởi 1 LSR nếu chế độ duy trì nhãn hạn chế
được sử dụng.
Thủ tục Yêu cầu khi có yêu cầu
Hoạt động này sinh ra một yêu cầu bất cứ khi nào nhận được một
yêu cầu, điều này là khác với sinh ra yêu cầu khi cần. Nếu Ru là không có
khả năng như một LSR lối vào, nó có thể sinh ra một yêu cầu chỉ khi nó

nhận được 1 yêu cầu từ router đường lên. Nếu Rd nhận được 1 yêu cầu
như vậy từ Ru về tiền tố địa chỉ mà Rd đã phân bổ nhãn tới Ru, lúc đó Rd
ấn định một nhãn mới, ràng buộc nó với X, và phân bổ ràng buộc đó.
Các thủ tục không khả dụng
Thủ tục không khả dụng xác định Rd phản ứng như thế nào với tình
huống sau:
1. Ru và Rd tương ứng là các thực thể đồng cấp phân bổ nhãn với
tiền tố địa chỉ X.
2. Rd là chặng kế tiếp lớp 3 của Ru với tiền tố địa chỉ X.
3. Ru yêu cầu 1 ràng buộc với X từ Rd.
4. Rd trả lời rằng nó không thể cung cấp 1 ràng buộc tại thời điểm
này bởi vì nó không có chặng kế tiếp của X.
Có 2 thủ tục điều khiển hành vi của Ru đó là: Thủ tục Yêu cầu có thử
lại và Thủ tục Yêu cầu không thử lại.

24


Thủ tục Yêu cầu có thử lại
Ru phân tán lại yêu cầu tại một thời điểm. Sau đó thủ tục này nên
được sử dụng khi phân bổ nhãn theo yêu cầu đường xuống được sử dụng.
Thủ tục Yêu cầu không thử lại
Ru không bao giờ phân tán lại yêu cầu, thay vào đó nó thừa nhận
rằng Rd sẽ cung cấp ràng buộc một cách tự động khi nó có thể. Điều này là
có ích nếu Rd sử dụng thủ tục đẩy không có điều kiện, nghĩa là nếu phân
bổ nhãn đường xuống không theo yêu cầu được sử dụng.
Các thủ tục giải phóng nhãn
Các thủ tục giải phóng nhãn có nghĩa đơn giản chỉ là ràng buộc nhãn
với FEC bị xoá tại LSR. Kịch bản cho quá trình giải phóng là như sau. Rd là
một LSR đã ràng buộc 1 nhãn với tiền tố địa chỉ X; nó đã phân bổ ràng buộc

đó tới LSR Ru. Nếu Rd không là chặng kế tiếp của Ru với tiền tố địa chỉ X
hay nó đã không sử dụng chặng kế tiếp của Ru với tiền tố địa chỉ X, lúc đó
Ru đang không sử dụng nhãn, và nó không có lý do gì mà duy trì nhãn trừ
khi có khả năng là sự ràng buộc này xảy ra sau đó. Có 2 thủ tục để điều
khiển hành vi của Ru: Thủ tục Giải phóng khi thay đổi và thủ tục Không giải
phóng khi thay đổi.
Thủ tục Giải phóng khi thay đổi
Ru giải phóng ràng buộc và thông báo với Rd rằng nó đã giải phóng.
Thủ tục này được sử dụng để thực hiện chế độ duy trì nhãn hạn chế.
Thủ tục Không giải phóng khi thay đổi
Ru duy trì ràng buộc nhãn để nó có thể sử dụng lại nếu sau đó Rd trở
thành chặng kế tiếp của Ru với tiền tố địa chỉ X. Thủ tục này được sử dụng
để thực hiện chế độ duy trì nhãn đầy đủ.
Các thủ tục sử dụng nhãn
Chúng ta hãy thừa nhận rằng Ru đã nhận được 1 ràng buộc nhãn L
với tiền tố địa chỉ X từ LSR Rd, và Ru là router đường lên của Rd tương
ứng với tiền tố địa chỉ X, và Rd là chặng kế tiếp của Ru. Ru sẽ sử dụng ràng
buộc nếu Rd là chặng kế tiếp của Ru. Nếu tại thời điểm ràng buộc nhãn, Ru
biết được rằng Rd không là chặng kế tiếp của Ru, thì Ru không sử dụng
mọi ràng buộc nhãn tại thời điểm đó. Tuy nhiên, Ru có thể bắt đầu sử dụng

25