ỨNG DỤNG CỦA CHUYỂN MẠCH IP

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 5: ÚNG DỤNG CỦA CHUYỂN MẠCH IP
ỨNG DỤNG CỦA CHUYỂN MẠCH IP
5.1 Chuyển mạch IP hỗ trợ lưu lượng đa hướng
Các giải pháp chuyển mạch IP của bốn hãng đã xét ở chương trước đều
nhằm mục đích chung là nâng cao hiệu quả của mạng, cố gắng thực hiện
chuyển mạch các luồng lưu lượng IP thay vì định tuyến chúng trên cơ sở từng
chặng thông thường. Nhiều giải pháp khác nhau cùng với các phiên bản giao
thức nâng cấp đã khắc phục được các nhược điểm trong việc cung cấp dịch vụ
của chuyển mạch IP như: Cung cấp dịch vụ trên cơ sở QoS, CoS, hỗ trợ đa
hướng,… Trong chương này sẽ chỉ ra phương thức hỗ trợ lưu lượng đa hướng
(multicast) của các giải pháp chuyển mạch IP.
5.1.1 IFMP hỗ trợ lưu lượng đa hướng
Hoạt động chuyển mạch IP hỗ trợ lưu lượng đa hướng cũng hoàn toàn
tương tự như trong trường hợp hỗ trợ đơn hướng. Đối với giải pháp chuyển
mạch IP của hãng Ipsilon thì các bản tin đổi hướng IFMP cũng truyền ngược
từ các nhánh của cây phân phát để đối chiếu một luồng với một kết nối ảo
mới. Chỉ có một sự khác biệt là địa chỉ đích của bộ nhận dạng luồng địa chỉ
nhóm đa hướng: đó là địa chỉ của các điểm nhánh của cây phân phát. Hơn
nữa, giao thức quản lý chuyển mạch chung (GSMP) sẽ phải tính toán nhiều
thao tác thêm nhánh (ADD BRANCH) mà số thao tác này tùy thuộc vào số
lượng các nhánh luồng xuống trong cây phân phát. Hình 5.1 chỉ ra một ví dụ
mà IFMP hỗ trợ lưu lượng đa hướng:
Hình 5.1: Hỗ trợ lưu lượng đa hướng
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 5: ÚNG DỤNG CỦA CHUYỂN MẠCH IP
5.1.2 CSR và Multicast
ARIS có thể hỗ trợ cho lưu lượng IP đa hướng. Trong mạng con ATM
thì thiết bị CSR luồng lên có thể thiết lập liên kết điểm-điểm, hoặc liên kết
điểm-đa điểm tới một hoặc nhiều thiết bị CSR luồng xuống (hoặc cây máy
chủ). Các thiết bị CSR luồng xuống là thành viên của một nhóm đa hướng và
là các nhánh trên môt cây phân phát đa hướng.
Cũng giống như trong trường hợp lưu lượng đơn hướng, khi thiết bị

CSR phát hiện thấy một VC dành riêng đầu vào và một hay nhiều VC đầu ra
dành riêng và các VC đầu ra này đều có cùng một bộ phận dạng luồng (một
điạ chỉ nhóm đa hướng) thì CSR thực hiện tiến trình ghép nối VC, lúc đó
đường tắt nội bộ trong CSR đó hình thành. Sau đó gói kích khởi (trigger) sẽ
tạo nên các kết nối ảo điểm-đa điểm của cây phân phát dựa trên sự xuất hiện
của dữ liệu đa hướng, cá bản tin PIM-JOIN, các báo cáo IGMP, hay các bản
tin MARS JOIN nếu thiết bị CSR có một khách hàng MARS.
5.1.3 Hỗ trợ đa hướng trong chuyển mạch thẻ
Thêm vào việc hỗ trợ lưu lượng IP đơn hướng, chuyển mạch nhãn cũng
có thể hỗ trợ lưu lượng đa hướng. Một cách đặc biệt, một nhãn được liên kết
với một cây phân phát đa hướng.
Khi một gói tin thu nhận được từ một thiết bị TSR hướng lên thì nhãn
sẽ được dùng để chỉ ra một hoặc nhiều khoản mục trong bảng TIB. Các khoản
mục này liên kết với các nhánh xuống trên cây phân phát. Quá trình trao đổi
nhãn được thực hiện và gói tin được truyền trực tiếp xuống cây phân phát.
Nếu trong TIB không có một khoản mục nào trùng hợp thì gói tin sẽ bị đào
thải. Phương thức chuyển tiếp đa hướng này của chuyển mạch nhãn rất đơn
giản và đạt tốc độ cao. Cũng giống như trường hợp đơn hướng, chuyển mạch
nhãn tiến hành dò tìm khoản mục thích hợp trong bảng TIB sau đó tiến hành
tráo giá trị nhãn của các nhãn đó. Việc kiểm tra RPF (Reverse Path
Forwarding – Chuyển tiếp đường ngược chiều) rất đơn giản – nếu không có
giá trị thích hợp trong bảng TIB gói tin sẽ bị loại.
Quá trình phân phối các nhãn đại diện cho các nhóm đa hướng có thể
do các thiết bị TSR luồng lên hoặc luồng xuống đảm nhận. Thông thường
thiết bị TSR luồng lên lựa chọn nhãn và phát đa hướng tới các TSR lân cận
theo hướng xuống trong mạng LAN.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 5: ÚNG DỤNG CỦA CHUYỂN MẠCH IP
Mặc dù đây là cách đơn giản nhất nhưng có một số điểm cần xem
xét. Một thiết bị TSR hướng lên cũng có thể có nhiều nguồn đa hướng lên
nữa, nên yêu cầu số nhãn nhiều hơn số nhãn được phân phát chung. Mặt

khác nếu có sự thay đổi trong cấu hình mạng thì có thể dẫn tới việc xuất
hiện thiết bị TSR hướng lên mới, do dod phải yêu cầu thực hiện quá trình
gán lại nhãn. Nên quá trình phân bố và gán nhãn xuất phát từ luồng xuống
là thuận lợi và thích hợp hơn, nó cũng hoàn toàn nhất quán với thông tin
của các node thành viên nhóm đa hướng với quá trình phân phối, ấn định
nhãn trong định tuyến đơn hướng. Phương pháp này cũng cho phép sử dụng
các bản tin định tuyến đa hướng PIM để thêm phần thông tin của nhãn vào
vì nó theo hướng luồng xuống. Quan trọng hơn là khi có sự thay đổi trong
cấu hình mãng dẫn tới hình thành thiết bị TSR mới thì cũng không cần phải
thực hiện quá trình gán lại nhãn.
5.1.4 ARIS và dịch vụ đa hướng
ARIS có thể thiết lập các đường chuyển mạch cho lưu lượng đa hướng.
Quá trình thiết lập một cây phát điểm-đa điểm chuyển mạch có thể xuất phát
tại gốc hay tại node đầu vào. Cây có các đường chuyển mạch mạng toàn bộ
lưu lượng đa hướng từ thiết bị ISR đầu ào tới tất cả các các thiết bị ISR đầu ra
đều sử dụng chuyển mạch trên cơ sở phần cứng trong các thiết bị ISR trung
chuyển. Cơ chế sử dụng phần cứng cải thiện nhiều hơn so với định tuyến đa
hướng trên cơ sở phần mềm của bộ định tuyến. ARIS độc lập với bất kỳ giao
thức đinh tuyến đa hướng cơ bản nào. ARIS hỗ trợ cho cách thiết lập theo dữ
liệu, mỗi cặp (nguồn, địa chỉ nhóm) trong cây phân phát có gốc tai nguồn yêu
cầu như yêu cầu trong giao thức DVMRP và PIM DM (PIM-DM). AIRS cũng
hỗ trợ cách thiết lập theo bên nhận, ở đó cây phân phát dùng chung đối lập với
mỗi cặp (*, địa chỉ nguồn) như yêu cầu trong PIM-SM (PIM Sparse Mode)
5.2 Mạng chuyển mạch IP
Các giải pháp chuyển mạch IP đã xét ở chương 4 và chương 4 có đặc
điểm khác nhau nên môi trường mạng có thể áp dụng cho các giải pháp
chuyển mạch IP đó cũng khác nhau. Vấn đề là đưa mô hình nào vào cấu hình
mạng nào để cho mạng phục vụ tốt nhất. Phần này sẽ chỉ ra một số môi trường
có thể triển khai công nghệ chuyển mạch IP vào mạng.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 5: ÚNG DỤNG CỦA CHUYỂN MẠCH IP

5.2.1 Chuyển mạch IP của hãng Ipsilon
Chuyển mạch IP có thể hoạt động trong nhiều khung cảnh mạng khác
nhau. Chuyển mạch IP cũng có thể chuyển lưu lượng IP sử dụng quá trình xử
lý từng chặng chuẩn nên trong khía cạnh này nó hoàn toàn giống với các bộ
định tuyến IP chuẩn. Tuy nhiên, mục đích của chuyển mạch IP là phải tăng tốc
lưu lượng IP mà giải pháp này phải yêu cầu các tài nguyên chuyển mạch đủ
cho mỗi luồng và các thiết bị cạnh tại đầu vào và đầu ra phải có khả năng hỗ
trợ IFMP. Một khung cảnh mạng đưa ra là mạng IP của trường DH hay mạng
IP của công ty nhỏ như chỉ ra trong hình 5.2:
Hình 5.2: Chuyển mạch IP trong một công ty
Trong môi trường này các nhóm làm việc trên cơ sở Ethernet gắn tới
mạng xương sống gồm các chuyển mạch IP thông qua thiết bị cạnh hỗ trợ
IFMP. Các server tốc đọ cao cũng có thể gắn trực tiếp tới mạng xương sống
nhờ sử dụng một bộ thích ứng IFMP, và mạng lõi là các chuyển mạch IP tham
gia vào quá trình chuyển mạch nên thực tế lưu lượng được chuyển mạch sẽ
không vượt quá dung lượng cực đại của các tài nguyên chuyển mạch trong
mạng. Tổng đọ thông suốt sẽ tùy thuộc vào dung lượng chuyển tiếp qua các
thiết bị cạnh đầu vào và đầu ra. Trong trường hợp riêng này thì khả năng hỗ
trợ giải pháp IFMP cũng tương tư MPOA (đa giao thức qua ATM) ngoại trừ
rằng IFMP là một giao thức điều khiển.
Một khu vực khác mà chuyển mạch IP của hãng Ipsilon có thể có lợi
đó là tại cạnh của một mạng. Các cơ chế chuyển mạch được ứng dụng làm
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 5: ÚNG DỤNG CỦA CHUYỂN MẠCH IP
một bộ phận loại luồng, bộ định dạng lưu lượng để nhận dạng, gán nhãn, hay
để phục vụ các luổng riêng đặc biệt, cho phép truy cập nhanh hơn hay chậm
hơn khi đi vào hay đi ra khỏi một mạng xương sống ISP. Xem xét hai ví dụ
trong hình 5.3:
Hình 5.3: Các dịch vụ cạnh (edge service) của chuyển mạch IP
Trong trường hợp thứ nhất, một chuyển mạch IP là đầu cuối phía trước
của một server, trong đó bộ phân loại luồng đã được lập trình để nhận dạng và

đánh nhãn các luồng có độ ưu tiên cao hơn, các luồng này sẽ đi vào mạng ISP
theo đường chuyển mạch; ngược lại, các luồng khác sẽ được xử lý từng chặng
với nỗ lực lớn nhất (best-effort).
Trường hợp thứ hai là một trường hợp thú vị; một modem băng rộng tại
nhà riêng hỗ trợ IFMP (cáp hoặc xDSL) dùng để chuyển bản tin đổi hướng
IFMP hướng tới đầu cuối (Head End), do đó cá luông lưu lượng IP xác định
tới nhà sẽ nhanh hơn.