Ứng dụng kỹ thuật lưu lượng để nâng cao chất lượng hoạt động của mạng GMPLS

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
--------------------

NGUYỄN DƯỠNG ĐÔNG

ỨNG DỤNG KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG ĐỂ NÂNG CAO
CHẤT LƯỢNG HOẠT ĐỘNG CỦA MẠNG GMPLS

Chuyên ngành: KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. TRẦN THỊ NGỌC LAN

Hà Nội – Năm 2013


MỤC LỤC
MỤC LỤC ................................................................................................................................. 1
LỜI CAM ĐOAN ..................................................................................................................... 4
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ......................................................... 5
DANH MỤC CÁC BẢNG........................................................................................................ 7
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .................................................................................................. 8
PHẦN MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 10
1.1. Lý do chọn đề tài ........................................................................................................... 10
1.2. Mục đích nghiên cứu ..................................................................................................... 10
1.3. Đối tượng nghiên cứu .................................................................................................... 11
1.4. Giới hạn của đề tài ......................................................................................................... 11

1.5. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................................... 11
1.6. Nội dung ........................................................................................................................ 11
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU MẠNG GMPLS ....................................................................... 12
1.1. Giới thiệu công nghệ GMPLS ....................................................................................... 12
1.1.1. Lịch sử phát triển GMPLS ...................................................................................... 12
1.1.2. Ưu điểm của GMPLS .............................................................................................. 13
1.1.2.1. Kỹ thuật lưu lượng............................................................................................ 13
1.1.2.2. Điều khiển phân tán và tích hợp đa lớp ............................................................ 14
1.1.2.3. Thực hiện kỹ thuật lưu lượng đa lớp ................................................................ 14
1.2. Công nghệ chuyển mạch nhãn ....................................................................................... 15
1.3. Khái niệm và hoạt động cơ bản trong GMPLS.............................................................. 18
1.3.1. Khái niệm chung ..................................................................................................... 18
1.3.2. Mặt phẳng dữ liệu và mặt phẳng điều khiển ........................................................... 25
1.3.3. Nhãn ........................................................................................................................ 27
1.3.4. Băng thông .............................................................................................................. 29
1.3.5. Mạng truyền tải kết nối hai chiều ............................................................................ 29
1.3.6. Truyền dẫn đa giao thức và các hệ thống phân cấp ................................................ 30
1.4. Kết luận chương ............................................................................................................. 31
CHƯƠNG 2. CÁC GIAO THỨC TRONG MẠNG GMPLS ............................................. 32
2.1. Giới thiệu mơ hình hoạt động trong mạng GMPLS ...................................................... 32

1


2.1.1. Mơ hình ngang hàng................................................................................................ 32
2.1.2. Mơ hình lớp phủ ...................................................................................................... 33
2.2. Giao thức định tuyến ...................................................................................................... 34
2.2.1. OSPF mở rộng ......................................................................................................... 34
2.2.2. Quảng bá liên kết TE............................................................................................... 36
2.3. Giao thức báo hiệu ......................................................................................................... 40

2.3.1. RSVP-TE mở rộng .................................................................................................. 40
2.3.2. Yêu cầu nhãn tổng quát ........................................................................................... 41
2.3.3. Báo hiệu đường truyền hai chiều ............................................................................ 45
2.3.4. Thiết lập nhãn .......................................................................................................... 46
2.3.5. Cấu trúc tín hiệu ...................................................................................................... 49
2.4. Giao thức quản lý liên kết .............................................................................................. 50
2.4.1. Các loại liên kết dữ liệu........................................................................................... 51
2.4.2. Các chức năng của LMP ......................................................................................... 52
2.5. Kết luận chương ............................................................................................................. 57
CHƯƠNG 3. KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG TRONG GMPLS ............................................. 58
3.1. Tổng quan ...................................................................................................................... 58
3.2. Tô pô mạng ảo điều khiển phân tán ............................................................................... 58
3.2.1. Thiết kế tô pô mạng ảo ............................................................................................ 58
3.2.2. Mạng được điều khiển phân tán .............................................................................. 60
3.2.2.1. Tô pô mạng ảo .................................................................................................. 60
3.2.2.2. Mục tiêu thiết kế tô pô mạng ảo ....................................................................... 61
3.2.2.3. Tổng quan về phương pháp cấu hình lại tơ pơ phân tán ................................... 63
3.2.2.4. Cơ chế điều khiển phân tán .............................................................................. 64
3.2.2.5. Thuật tốn Heuristic tính tốn VNT ................................................................. 65
3.2.3. Thiết kế giao thức .................................................................................................... 68
3.2.3.1. Cấu trúc GMPLS .............................................................................................. 68
3.2.3.2. Chuyển tiếp kề cận trong đường truyền mạng đa lớp....................................... 69
3.2.3.3. Khả năng chuyển mạch .................................................................................... 69
3.2.3.4. Giao thức mở rộng ............................................................................................ 70
3.2.4. Đánh giá hiệu suất tô pô mạng ảo được điều khiển phân tán .................................. 71
2


3.2.4.1. Hiệu quả của thay đổi VNT động ..................................................................... 71
3.2.4.2. Khả năng sử dụng ............................................................................................. 73

3.2.4.3. Thay đổi lưu lượng động .................................................................................. 74
3.3. Mạng GMPLS đa lớp mở rộng ...................................................................................... 79
3.3.1. Giới hạn mở rộng của mạng GMPLS...................................................................... 79
3.3.2. Mạng đám mây định tuyến phân cấp ...................................................................... 82
3.3.2.1 Cấu trúc HCRN ................................................................................................. 82
3.3.2.2 Hệ thống tìm đường đi ngắn nhất đa lớp ........................................................... 84
3.4. Mạng định tuyến bước sóng........................................................................................... 85
3.4.1. Định tuyến và gán bước sóng .................................................................................. 85
3.4.2. Mạng chuyển đổi bước sóng động được điều khiển phân tán DDWC.................... 87
3.4.2.1. Mạng DDWC với chính sách RWA đơn giản .................................................. 87
3.4.2.2. Lựa chọn định tuyến quang .............................................................................. 88
3.4.2.3. Giao thức tín hiệu mở rộng của RSVP-TE ....................................................... 89
3.5. Định tuyến MPLS quang ............................................................................................... 92
3.5.1. Mạng quang tích hợp IP .......................................................................................... 92
3.5.2. Router HIKARI ....................................................................................................... 93
3.5.2.1. Các đặc điểm của định tuyến HIKARI ............................................................. 95
3.5.2.2. Đặc điểm quản lý lớp quang ............................................................................. 97
3.5.2.3. Sự thực hiện của giao thức tín hiệu MPλS ....................................................... 97
3.5.3. Cấu hình bảo vệ mạng quang .................................................................................. 98
3.5.4. Biểu diễn bộ định tuyến HIKARI ......................................................................... 100
3.6. Kết luận chương ........................................................................................................... 101
KẾT LUẬN ........................................................................................................................... 103
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................................... 105

3


LỜI CAM ĐOAN
Trong suốt quá trình học tập tại Viện Sau Đại Học – Trường Đại Học Bách Khoa
Hà Nội, nhờ sự giúp đỡ và hướng dẫn của quý thầy cơ tơi đã tích luỹ được một số kiến

thức nền tảng cho nghề nghiệp sau này. Thực hiện luận văn tốt nghiệp là giai đoạn
hồn tất q trình học của một học viên.
Tơi xin cam đoan tồn bộ nội dung được đề cập trong luận văn “Ứng dụng kỹ
thuật lưu lượng để nâng cao chất lượng hoạt động của mạng GMPLS” được viết dựa
trên kết quả nghiên cứu dưới sự hướng dẫn của TS. Trần Thị Ngọc Lan.
Mọi thông tin và số liệu tham khảo đều được trích dẫn dầy đủ nguồn và sử dụng
đúng luật bản quyền quy định. Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm về nội dung luận
văn của mình.
Với tấm lịng tơn sư trọng đạo và tri ân sâu sắc, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc
đến TS. Trần Thị Ngọc Lan, người đã tận tình hướng dẫn, góp ý, động viên trong suốt
q trình thực hiện đề tài. Với phương pháp làm việc khoa học, kinh nghiệm thực tiễn,
cô đã truyền đạt cho tôi những lời khuyên quý báu để luận văn tốt nghiệp hồn thành
tốt đẹp.
Bên cạnh đó tơi cũng xin chân thành biết ơn đến tất cả các thầy cô trong và ngồi
trường nói chung và thầy cơ trong viện kỹ thuật truyền thơng nói riêng.
Cảm ơn tất cả bạn bè, những người đã ln động viên, khuyến khích, giúp đỡ để
luận văn này hoàn thành đúng tiến độ.
Trân trọng cảm ơn!
Hà Nội – Năm 2013
Học Viên
Nguyễn Dưỡng Đông

4


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Từ viết tắt
CR
DCC
DDWC

FEC
FIB
FR
GMPLS
GMPLS-TE
HCRN
HDLC
IETF
IP
IS-IS
LAN
LDP
LFIB
LSA
LSP
LSR
MPLS
MPLSCP
MPLS-TE
NE
OLSP
ONE

Tiếng Anh
Constraint-based Routing
Data communication channel
Distributedly controlled dynamic
wavelength conversion
Forwarding Equivalence Class
Forwarding Infomation Base

Frame Relay
Generalized Multi-Protocol Label
Switching
GMPLS Traffic Engineering
Hierarchical Cloud Router Network

Tiếng Việt
Định tuyến ràng buộc
Kênh truyền thông dữ liệu
Chuyển đổi bước sóng động
được điều khiển phân tán
Lớp chuyển tiếp tương đương
Cơ sở thông tin chuyển tiếp
Chuyển tiếp khung
Công nghệ chuyển mạch nhãn
đa giao thức tổng quát
Kỹ thuật lưu lượng GMPLS
Mạng định tuyến đám mây
phân cấp
High-Level Data Link Control
Điều khiển liên kết dữ liệu bậc
cao
Internet Engineering Task Force
Nhóm tác vụ kỹ thuật internet
Internet Protocol
Giao thức internet
Intermediate System to
Hệ thống trung gian đến hệ
Intermediate System
thống trung gian

Local Area Network
Mạng cục bộ
Label Distribution Protocol
Giao thức phân phối nhãn
Label Forwarding Information Base Cơ sở thông tin chuyển tiếp
nhãn
Link State Advertise
Quảng bá trạng thái liên kết
Label Switched Path
Đường chuyển mạch nhãn
Label Switching Router
Bộ định tuyến chuyển mạch
nhãn
Multi-Protocol Label Switching
Chuyển mạch nhãn đa giao
thức
MPLS Control Protocol
Giao thức điều khiển MPLS
MPLS Traffic Engineering
Kỹ thuật lưu lượng MPLS
Network Element
Phần tử mạng
Optical Label Switched Path
Đường chuyển mạch nhãn
quang
Optical Network Element
Phần tử mạng quang
5

OSC
OSPF
OSPF
Extension
PPP
QoS
RFC
RSVP

Optical supervisory channel
Open Shortest Path First
Open Shortest Path First Extension

RSVP-TE

RSVP with Traffic Engineering

RWA
SC
SDH
SRLG

Route And Wavelength
Assignment
Switching Capability
Synchronous digital hierarchy
Shared Risk Link Group

SONET
SPF

TCP

Synchronous Optical Network
Shortest Path First
Transmission Control Protocol

TE
TLV
ToS
UDP

Traffic Engneering
Type-Length-Value
Type of Service
User Datagram Protocol

VC
VCI
VPI
VNT
VPN
WAN
WDM

Virtual Circuit
Virtual Circuit Identifier
Virtual Path Identifier
Virtual Network Topology
Virtual Private Network
Wide Area Network

Wavelength Division Multiplexing

WSRLG

Weighted SRLG

Point to Point Protocol
Quality of Service
Request For Comment
Resource reSerVation Protocol

6

Kênh giám sát quang
Đường đi ngắn nhất đầu tiên
Đường đi ngắn nhất đầu tiên
mở rộng
Giao thức điểm - điểm
Chất lượng dịch vụ
Yêu cầu ý kiến
Giao thức giành trước tài
nguyên
Giao thức giành trước tài
nguyên với kỹ thuật lưu lượng
Gán định tuyến và bước sóng
Khả năng chuyển mạch
Hệ thống phân cấp số đồng bộ
Nhóm liên kết hạn chia sẻ rủi
ro
Mạng quang đồng bộ

Đường ngắn nhất đầu tiên
Giao thức điều khiển truyền
dẫn
Kỹ thuật lưu lượng
Kiểu-Chiều dài-Giá trị
Kiểu dịch vụ
Giao thức gói dữ liệu người
dùng
Mạch ảo
Nhận dạng mạch ảo
Nhận dạng đường ảo
Tô pô mạng ảo
Mạng riêng ảo
Mạng diện rộng
Ghép kênh theo phân chia bước
sóng
Đồ thị có trọng số SRLG


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1 Các loại G-PID……………………………………………..………………43
Bảng 3.1 Đặc điểm của router HIKARI………………………………………………96

‘

7


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Khái niệm nhãn.......................................................................................................... 18

Hình 1.2 Cấu trúc lớp mạng. .................................................................................................... 20
Hình 1.3 Sự phân cấp của LSP. ................................................................................................ 20
Hình 1.4 Mối quan hệ giữa khả năng chuyển mạch và lớp. ..................................................... 21
Hình 1.5 Mạng IP/MPLS. ......................................................................................................... 22
Hình 1.6 Mạng GMPLS của mỗi lớp được điều khiển phân tán. ............................................. 23
Hình 1.7 Mạng GMPLS được điều khiển phân tán và tích hợp đa lớp. ................................... 23
Hình 1.8 Kỹ thuật lưu lượng đa lớp.......................................................................................... 24
Hình 1.9 Các giao thức chính của GMPLS. ............................................................................. 24
Hình 1.10 Biểu diễn các mặt phẳng điều khiển trên mạng. ...................................................... 26
Hình 1.11 Sự phân cấp của các loại chuyển mạch. .................................................................. 30
Hình 2.1 Mơ hình ngang hàng. ................................................................................................. 32
Hình 2.2 Mơ hình lớp phủ. ....................................................................................................... 33
Hình 2.3 Nội dung của kỹ thuật lưu lượng. .............................................................................. 35
Hình 2.4 Định dạng LSA opaque (RFC 2370). ........................................................................ 37
Hình 2.5 Sub-TLV của LSA opaque trong OSPF GMPLS. ..................................................... 37
Hình 2.6 Thơng điệp đường đi và thơng điệp RESV. .............................................................. 40
Hình 2.7 Định dạng của đối tượng yêu cầu nhãn. .................................................................... 42
Hình 2.8 Nhãn hướng lên. ........................................................................................................ 46
Hình 2.9 Thiết lập nhãn hướng lên. .......................................................................................... 47
Hình 2.10 Sự phân cấp của LSP. .............................................................................................. 49
Hình 2.11 Các loại liên kết dữ liệu. .......................................................................................... 51
Hình 2.12 Giao thức quản lý liên kết (Link management protocol)......................................... 52
Hình 3.1 Kiến trúc nút lai (IEEE 2003). ................................................................................... 60
Hình 3.2 Tơ pơ mạng ảo. .......................................................................................................... 61
Hình 3.3 Thủ tục cho thiết lập/ dỡ bỏ đường quang. ................................................................ 64
Hình 3.4 Mạng đa lớp GMPLS. ............................................................................................... 68
Hình 3.5 Ví dụ về một LSP quang được định tuyến. ............................................................... 70
Hình 3.6 Mơ hình mạng bao gồm 11 nút đơn giản................................................................... 71
Hình 3.7 Chi phí mạng về yêu cầu lưu lượng của các cặp SD (IEEE 2003). ........................... 72
Hình 3.8 Bậc ảo trung bình của các yêu cầu lưu lượng được sao lưu bởi bước sóng. ............. 73

Hình 3.9 Tải cho phép như một hàm của số các bước sóng và cổng PSC. .............................. 74
Hình 3.10 Hàm các đường quang thay đổi theo chuỗi thời gian [r 0 , r 1 ] = [0, 0.3]. ................. 75
Hình 3.11 Hàm các đường quang thay đổi theo chuỗi thời gian [r 0 , r 1 ] = [0.1, 0.2]. .............. 75
Hình 3.12 Hàm các đường quang thay đổi theo chuỗi thời gian [r 0 , r 1 ] = [0.125, 0.175]. ...... 76
Hình 3.13 Hàm các đường quang thay đổi theo chuỗi thời gian [r 0 , r 1 ] = [0, 0.3]. ................. 76
Hình 3.14 Hàm tải của các LSP quang theo chuỗi thời gian [r 0 , r 1 ] = [0.1, 0.2]. .................... 77
Hình 3.15 Hàm tải của các LSP quang theo chuỗi thời gian [r 0 , r 1 ] = [0.125, 0.175]. ............ 77
Hình 3.16 Mối quan hệ giữa ngưỡng tắc nghẽn và số lượng các LSPs quang. ........................ 78
8


Hình 3.17 Mối quan hệ giữa ngưỡng sử dụng khơng đúng mức và số lượng các LSP quang. 78
Hình 3.18 Khả năng chuyển mạch............................................................................................ 79
Hình 3.19 Đường đi chuyển mạch nhãn phân cấp (LSP). ........................................................ 80
Hình 3.20 Đường chuyển mạch nhãn (LSP) và chuyển tiếp kề cận (FA) LSP. ....................... 81
Hình 3.21 Định tuyến đám mâyđa SC và chi phí CR cục bộ. .................................................. 82
Hình 3.22 Sơ đồ HCRN. ........................................................................................................... 83
Hình 3.23 Tính tốn của chi phí CR cục bộ. ............................................................................ 84
Hình 3.24 OXC với các khả năng chuyển đổi bước sóng khác nhau. ...................................... 86
Hình 3.25 Mạng chuyển đổi bước sóng động được điều khiển phân tán. ................................ 88
Hình 3.26 Các ví dụ về sử dụng AND. ..................................................................................... 90
Hình 3.27 Các ví dụ về sử dụng ALL....................................................................................... 91
Hình 3.28 Cấu hình chức năng router HIKARI (IEEE 2002). ................................................. 94
Hình 3.29 Thủ tục khơi phục nhanh. ........................................................................................ 99
Hình 3.30 Cấu hình của trình bày bộ định tuyến MPLS quang (IEEE 2002). ....................... 100

9


PHẦN MỞ ĐẦU

1.1. Lý do chọn đề tài
Trong những năm gần đây, đất nước đã có những bước phát triển vượt bậc nhờ
những thành tựu mà các ngành kinh tế quốc dân mang lại và ngành công nghiệp viễn
thông cũng không là ngoại lệ. Hiện nay, số người sử dụng các dịch vụ Internet tăng lên
nhanh chóng qua từng ngày, điều này đã làm cho lưu lượng mạng ngày càng lớn khiến
cho hệ thống mạng hiện tại bộc lộ nhiều vấn đề và các nhà cung cấp mạng cũng như
các nhà cung cấp dịch vụ cũng đã có nhiều nổ lực để nâng cấp hệ thống mạng hiện có,
xây dựng hệ thống mạng mới nhằm khắc phục những vấn đề nảy sinh do lưu lượng
mạng ngày càng tăng. Nhiều công nghệ mạng và công nghệ chuyển mạch đã ra đời,
trong đó phải kể đến cơng nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát GMPLS
(Generalized Multi-Protocol Label Switching).
Lưu lượng truyền đi trong GMPLS có tính bảo mật, chất lượng dịch vụ cao hơn so
với MPLS, ATM và TCP/IP. Một trong những ưu điểm nổi bật của GMPLS là khả
năng thực hiện kỹ thuật lưu lượng.
Đứng trước sự phát triển nhanh chóng của cơng nghệ chuyển mạch nhãn đa giao
thức tổng qt GMPLS, việc tìm hiểu các vấn đề về cơng nghệ GMPLS, đặc biệt là
vấn đề kỹ thuật lưu lượng trong GMPLS là vấn đề quan trọng đối với công tác nghiên
cứu và ứng dụng cho ngành mạng máy tính và truyền thơng.
Xuất phát từ những thực tế đó, học viên đã quyết định chọn đề tài “Ứng dụng kỹ
thuật lưu lượng để nâng cao chất lượng họat động của mạng GMPLS ” làm đề tài luận
văn tốt nghiệp của mình.

1.2. Mục đích nghiên cứu
Luận văn này trước hết là để đáp ứng yêu cầu của chương trình đào tạo trong
chương trình đạo tạo Thạc sỹ Kỹ thuật Chuyên ngành Kỹ thuật Truyền thông của Viện
Đào Tạo Sau Đại Học – Đại Học Bách Khoa Hà Nội.
Trong quá trình học tập tại trường và nghiên cứu các tài liệu tham khảo, học viên
cũng đã được làm quen với các công nghệ mạng đang được triển khai hiện nay.
10

Thơng qua q trình làm đề tài, học viên mong muốn củng cố lại các kiến thức mà
mình đã được học, rèn luyện thói quen, tác phong nghiên cứu và tìm hiểu các cơng
nghệ mới trong lĩnh vực mạng máy tính. Với những lý do trên, học viên đã quyết định
thực hiện đề tài này.

1.3. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là công nghệ GMPLS, cơ chế hoạt động và kỹ
thuật lưu lượng trong GMPLS. Qua quá trình nghiên cứu sẽ làm rõ được các vấn đề cơ
bản của GMPLS và các ưu điểm của kỹ thuật lưu lượng trong GMPLS.

1.4. Giới hạn của đề tài
Công nghệ GMPLS là công nghệ tương đối mới mẻ, việc tìm hiểu về các vấn đề
của cơng nghệ GMPLS địi hỏi phải có kiển thức sâu rộng và lâu dài.
Với kiến thức và thời gian có hạn, học viên chỉ tập trung làm rõ một số đặc điểm
hoạt động mạng GMPLS và kỹ thuật lưu lượng trong GMPLS.

1.5. Phương pháp nghiên cứu
Để hoàn thành đề tài này, học viên đã thực hiện các phương pháp nghiên cứu như
sau:
- Phương pháp phân tích: tìm hiểu tài liệu qua sách tham khảo, giáo trình, luận văn
khố trước,… ở thư viện trường cũng như mạng internet.
- Phương pháp tìm hiểu và phân tích các tài liệu trên mạng Internet.

1.6. Nội dung
Đề tài được tổ chức thành 3 chương và các phần với các nội dung như sau:
Phần mở đầu
Chương 1. Giới thiệu mạng GMPLS
Chương 2. Các thành phần trong mạng GMPLS
Chương 3. Kỹ thuật lưu lượng trong mạng GMPLS

Kết luận

11


CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU MẠNG GMPLS
1.1. Giới thiệu công nghệ GMPLS
1.1.1. Lịch sử phát triển GMPLS
Trong những năm gần đây đã có một sự bùng nổ làm gia tăng số lượng lưu lượng
truy cập bởi mạng Internet. Ngày càng có nhiều các yêu cầu sử dụng các dịch vụ trên
mạng Internet và khi đó có một sự gia tăng rất lớn trong nhu cầu về băng thông trong
mạng lõi. Các công ty viễn thông cung cấp dịch vụ mới nhanh chóng và có thể hưởng
lợi từ các nhu cầu của khách hàng ngày càng tăng này.
Chuyển mạch nhãn đa giao thức (Multi-Protocol Label Switching - MPLS) bắt đầu
được chuẩn hóa bởi Internet Engineering Task Force (IETF) và cung cấp những cách
thức mới và được chú ý để quản lý việc phân phối các gói dữ liệu trong Internet.
Cơng nghệ MPLS dựa trên chuyển mạch gói, khung hoặc tế bào, các đơn vị cơ bản
của dữ liệu là một gói dữ liệu (thường là một gói tin IP), vấn đề cần đặt ra là chia gói
tin đến các thiết bị chuyển mạch và định tuyến, khi đó chúng phải kiểm tra mỗi gói tin
để xác định làm thế nào để chuyển tiếp các gói tin này. Tuy nhiên trong mạng lõi, hệ
thống truyền dẫn được xây dựng từ các thiết bị ghép kênh phân chia thời gian (TDM)
thì vấn để chuyển mạch liên quan đến các luồng dữ liệu nhiều hơn là các gói dữ liệu
riêng biệt. Và một thế hệ mới của các thiết bị đã được phát triển phổ biến để có thể
chuyển mạch tồn bộ nội dung của một sợi quang hoặc thậm chí các bước sóng được
chia nhỏ riêng lẻ từ một sợi quang và chuyển mạch chúng một cách riêng biệt. Nó chỉ
ra rằng những thiết bị truyền dẫn lõi đã được thực thi theo một cách tương tự như chức
năng chuyển mạch end-to-end trong một mạng MPLS, chỉ đơn giản hoạt động trên một
số lượng chuyển mạch khác nhau (các khoảng cách thời gian TDM, các bước sóng,
hoặc sợi quang tồn phần, chứ khơng phải là các gói tin). Những điều cơ bản của các
giao thức điều khiển MPLS có thể áp dụng trong mạng lưới truyền dẫn làm cho chúng

phản ứng linh hoạt hơn, kiểm soát đơn giản hơn và dễ dàng tiếp nhận các yêu cầu cung
cấp dịch vụ tiên tiến. Do đó một giải pháp được đưa ra là công nghệ chuyển mạch
nhãn đa giao thức tổng quát (GMPLS).
12


GMPLS không chỉ bao gồm về các giao thức (các giao thức MPLS hiện tại được
tái sử dụng với phần mở rộng tương đối nhỏ) và nó cũng khơng phải là về bất kỳ cơng
nghệ đặc biệt nào (nó có thể được áp dụng cho bao gồm cả TDM, chuyển mạch
lambda và MPLS), GMPLS là tất cả về kiến trúc phần mềm chung của một phần tử
mạng và các ứng dụng mạng phía trên của các giao thức. Mục đích của các giao thức
chính được sử dụng để cung cấp và quản lý các dịch vụ trên mạng GMPLS và các ứng
dụng làm cho các dịch vụ này mạnh mẽ, linh hoạt. Cơng nghệ GMPLS ra đời với
những tính năng vượt trội, trong đó nổi bật là khả năng điều khiển lưu lượng qua mạng
giúp cho nhà cung cấp dịch vụ có thể khai thác hiệu quả tài nguyên mạng.

1.1.2. Ưu điểm của GMPLS
1.1.2.1. Kỹ thuật lưu lượng
Công ngệ GMPLS với ưu điểm lớn nhất của là khả năng thực hiện kỹ thuật lưu
lượng (Trafffic Engineering – TE). Nó thực hiện định tuyến để lưu lượng đi qua mạng
theo một cách thức tin cậy nhất và hiệu quả nhất. Nhờ có kỹ thuật lưu lượng mà các
nhà cung cấp dịch vụ mạng có thể định tuyến lưu lượng để họ có thể cung cấp dịch vụ
cho khách hàng một cách tốt nhất ở khía cạnh thơng lượng và độ trễ. Trong kỹ thuật
TE, người ta cho phép lưu lượng được phân phối hợp lý trên toàn bộ hạ tầng mạng, nó
giúp truyền tải từ những phần quá tải sang những phần cịn đang rỗi dựa vào điểm
đích, loại lưu lượng, tải, thời gian,… nhờ đó mà hiệu suất sử dụng mạng được tối ưu
hóa.
Kỹ thuật lưu lượng là một cơng nghệ liên quan đến việc tối ưu hóa hiệu suất của
các mạng sử dụng. Nói chung, đây là một tập hợp các ứng dụng, cơ chế, công cụ và
các nguyên lý khoa học cho phép tính tốn, mơ hình hóa, mơ tả đặc điểm và điều khiển

các gói tin dựa trên lưu lượng dữ liệu người dùng để đạt được hiệu suất nhất định.
Các mạng cung cấp các dịch vụ đơn giản đến một vài khách hàng và khơng có q
tải, do đó khơng cần kỹ thuật lưu lượng. Các mạng cung cấp các loại dịch vụ khác
nhau ngày càng nhiều hơn sẽ phát triển không ngừng và kèm theo nhiều mức độ phức
tạp, thì kỹ thuật lưu lượng đóng vai trị rất quan trọng bởi vì nó có thể mang lại sự tiết
kiệm đáng kể về chi phí cung cấp và hoạt động, bên cạnh đó cũng cần có sự cung cấp
các yêu cầu dịch vụ bảo mật và phục hồi.
13


Kỹ thuật lưu lượng là một chức năng quan trọng của mặt phẳng điều khiển mạng,
được đưa ra để khắc phục sự cố tắc nghẽn trên các liên kết quá tải gây ra bởi giao thức
định tuyến của nó (đường đi ngắn nhất).
Lưu lượng được ánh xạ lên trên các đường đi sử dụng các liên kết quá tải bất chấp
một hoặc nhiều đường đi thay thế có sẵn trong mạng có thể cung cấp lưu lượng truy
cập này. Loại tắc nghẽn này xảy ra bởi vì các giao thức định tuyến được sử dụng để
xác định đường đi mà không xác định được băng thông sử dụng trên các liên kết
mạng. Sự quá tải loại này có thể được giảm bớt bằng kỹ thuật lưu lượng. Kỹ thuật lưu
lượng rất hữu ích khi một đường truyền dịch vụ được tính tốn một cách tự động và có
nhiều đường truyền sẵn có cung cấp lưu lượng truy cập dịch vụ. Kỹ thuật lưu lượng là
sự nghiên cứu tất cả về những gì các nguồn tài ngun sẵn có trên mạng, xác định các
đường truyền khả thi và lựa chọn tối ưu.
1.1.2.2. Điều khiển phân tán và tích hợp đa lớp
GMPLS có thể điều khiển mạng phân tán bằng cách mở rộng MPLS lớp TDM và
lớp λ, các chức năng được thực hiện bởi một đơn vị điều khiển trung tâm và được phân
phối cho từng nút và được điều khiển phân tán, làm cải thiện khả năng mở rộng của
mạng.
Trong một mạng GMPLS có thể điều khiển mạng tích hợp đa lớp phân tán, mặt
khác có thể thích ứng với các cấu trúc liên kết hoặc định tuyến của mỗi lớp với những
thay đổi trong yêu cầu lưu lượng, kỹ thuật lưu lượng đa lớp tăng hiệu quả sử dụng tài

nguyên mạng.
1.1.2.3. Thực hiện kỹ thuật lưu lượng đa lớp
GMPLS hiện được tiêu chuẩn hóa bởi Internet Engineering Task Force (IETF), cho
phép chúng ta điều khiển tất cả các mạng khác nhau với giao thức phổ biến. GMPLS
phát triển từ các phần mở rộng của MPLS được sử dụng cho kỹ thuật lưu lượng phân
tán trong mạng lớp gói IP. GMPLS điều khiển các mạng đa lớp, bao gồm tất cả các
mạng quang, mạng lambda, mạng ghép kênh phân chia thời gian (TDM) và mạng gói.
Thực hiện kỹ thuật lưu lượng đa lớp sử dụng tốt các tài nguyên mạng, trong đó bao
gồm băng thơng, bước sóng có sẵn,… có thể được giảm một cách hiệu quả bằng kỹ
thuật lưu lượng đa lớp này.
14


1.2. Công nghệ chuyển mạch nhãn
Chuyển mạch nhãn là công nghệ chuyển mạch mà trong đó một “nhãn” được gắn
với gói tin và đặt trong tiêu đề của gói tin với mục đích thay thế cho địa chỉ và nhãn
được sử dụng để chuyển các gói tin tới đích.
Chuyển mạch nhãn khác với chuyển mạch trong mạng internet truyền thống. Các
gói tin được chuyển đi dựa vào các địa chỉ đích, địa chỉ đích là yếu tố xác định đường
đi mà gói tin được chuyển qua các bộ định tuyến.
Cơng nghệ chuyển mạch nhãn ban đầu ra đời nhằm cải thiện hiệu năng chuyển tiếp
gói tin của các bộ định tuyến lõi qua việc sử dụng các chức năng gán và phân phối
nhãn gắn với các dịch vụ định tuyến lớp mạng khác nhau.
Một số vấn đề đang được quan tâm hiện nay đối với cơng nghệ mạng nói chung và
đối với cơng nghệ chuyển mạch nhãn nói riêng đó là: điều khiển định tuyến, tài
nguyên mạng, tính đơn giản, khả năng hệ thống, tốc độ và độ trễ.
 Tốc độ và độ trễ: Trễ trong quá trình chuyển tiếp gói tin chủ yếu là do q trình
xử lý định tuyến gói tin. Mặc dù đã có nhiều cải tiến trong các quá trình tìm kiếm bảng
định tuyến nhưng tải lưu lượng trên bộ định tuyến luôn luôn lớn hơn khả năng xử lý và
dẫn đến kết quả là mất lưu lượng, mất đấu nối và giảm hiệu năng của tồn mạng.

Chuyển mạch nhãn với cơ chế chuyển tiếp gói tin khác so với cách chuyển tiếp gói tin
truyền thống sẽ giúp giải quyết được các vấn đề trên. Chuyển mạch nhãn thực hiện gán
nhãn cho tiêu đề của gói tin đầu vào và sử dụng nhãn để truy nhập vào bảng chuyển
tiếp tại bộ định tuyến như là một chỉ số của bảng. Q trình này khơng địi hỏi quá
nhiều bước tìm kiếm như thực hiện trong bảng định tuyến truyền thống mà nó chỉ thực
hiện duy nhất một truy nhập tới bảng. Kết quả là hoạt động này hiệu quả hơn và vì vậy
lưu lượng người sử dụng trong gói tin được gửi qua mạng nhanh hơn, giảm độ trễ và
thời gian đáp ứng tốt hơn cho các chuyển tải lưu lượng thông tin giữa các người sử
dụng với nhau.
Các hiệu ứng trễ luôn luôn tồn tại trong các mạng máy tính, vì các gói tin phải đi
qua rất nhiều nút mạng khác nhau và do đó để các gói tin đến được đích thì các hiệu
ứng trễ và biến động trễ sẽ xảy ra. Sự tích lũy trễ ở các cung đoạn khác nhau sẽ dẫn
đến trễ tổng thể giữa các thiết bị đầu cuối.
15


Mỗi gói tin khi phải đi qua các nút mạng khác nhau và khi qua mỗi nút mạng, địa
chỉ đích trong gói tin được xác minh và được tra cứu trong bảng định tuyến để các bộ
định tuyến tìm ra đường đi phù hợp cho gói tin. Vì vậy, tùy thuộc vào kích thước gói
tin nhỏ hay lớn, khả năng xử lý của bộ định tuyến cũng như lưu lượng gói tin mà trễ
xảy ra nhiều hay ít. Và với cơ chế chuyển tiếp gói tin nhanh thì chuyển mạch nhãn sẽ
giải quyết được vấn đề này.
 Nguyên tắc đơn giản trong chuyển mạch nhãn: chuyển tiếp gói tin dựa vào
nhãn của gói tin đó,việc này làm đơn giản hóa trong các giao thức chuyển tiếp gói tin.
Tuy nhiên, cũng cần có các kỹ thuật để đảm bảo việc liên kết nhãn và đảm bảo tính
tương quan giữa các nhãn với luồng lưu lượng người sử dụng. Sau khi gắn nhãn vào
dịng lưu lượng người dùng thì hoạt động của chuyển mạch nhãn có thể nhúng vào
trong phần mềm, trong các mạch tích hợp đặc biệt hay các bộ xử lý đặc biệt.
 Tài nguyên sử dụng: các kỹ thuật được sử dụng để thiết lập nhãn không chiếm
nhiều tài nguyên mạng, các cơ chế thiết lập định tuyến chuyển mạch nhãn cho lưu

lượng người dùng đơn giản là những tiêu chí đặt ra của việc thiết kế mạng chuyển
mạch nhãn. Ở phần sau, vấn đề này sẽ được làm rõ hơn.
 Tăng khả năng hệ thống: ngoài khả năng chuyển các gói tin một cách nhanh
chóng thì chuyển mạch nhãn cịn cung cấp mềm dẻo các tính năng khác nhau để tăng
khả năng xử lý lưu lượng người dùng trong mạng. Khi mà số lượng địa chỉ IP tăng lên
nhanh chóng theo từng ngày thì kích thước của các bảng định tuyến của các bộ định
tuyến cũng ngày một tăng lên và nó làm chậm đi q trình xử lý gói tin của bảng định
tuyến, trong khi đó chuyển mạch nhãn có cơ chế cho phép các địa chỉ này gắn với một
hoặc vài nhãn, việc này đã làm giảm kích thước của bảng địa chỉ và các bộ định tuyến
có thể hỗ trợ được nhiều người dùng hơn.
 Điều khiển định tuyến: Điều khiển định tuyến trong mạng internet được thực
hiện dựa trên địa chỉ IP (trong mạng LAN là địa chỉ MAC). Có rất nhiều thơng tin cần
được lấy ra trong tiêu đề của gói IP này, ví dụ như: Trường loại dịch vụ IP (TOS), chỉ
số cổng,…làm mất nhiều thời gian để bộ định tuyến có thể xử lý. Tuy nhiên, định
tuyến theo địa chỉ đích là phương pháp chuyển tiếp gói tin được sử dụng phổ biến nhất
hiện nay. Phương pháp này cũng là một trong những phương pháp chuyển tiếp gói tin
16


hiệu quả và nó vẫn cịn xảy ra các vấn đề tồn tại như hiện tượng lặp vòng trên mạng và
sự khác nhau về kiến trúc mạng sẽ làm trở ngại cho việc chuyển tiếp gói tin theo
phương pháp này. Một vần đề nữa được đặt ra là các nhà cung cấp thiết bị định tuyến
khác nhau sử dụng phương pháp định tuyến theo địa chỉ đích bằng các cách riêng khác
nhau: một số nhà cung cấp cho phép người quản trị mạng chia sẻ lưu lượng, số khác
thì dựa vào các trường chức năng TOS, chỉ số cổng,…
Chuyển mạch nhãn cho phép các bộ định tuyến chọn tuyến đầu ra theo nhãn.
Chuyển mạch nhãn là một cách thức tốt để hướng lưu lượng tải theo một đường truyền
mà không cần phải nhận hết tồn bộ thơng tin từ giao thức định tuyến IP động dựa
theo địa chỉ IP đích.
Định tuyến IP thường gắn với các giao thức chuyển mạch nhãn như FR, ATM hoặc

MPLS, GPMLS. Phương pháp định tuyến dựa trên IP sử dụng các trường trong tiêu đề
của địa chỉ IP như TOS, chỉ số cổng, nhận dạng giao thức IP hoặc kích thước gói
tin,….Các trường chức năng này cho phép mạng phân lớp dịch vụ thành các kiểu lưu
lượng và thường thực hiện việc này tại các nút đầu vào mạng. Các bộ định tuyến trong
lớp lõi sử dụng các bit đã xử lý ở các nút đầu vào mạng để quyết định xử lý luồng lưu
lượng đến, q trình xử lý này có thể sử dụng các kiểu hàng đợi khác nhau. Định tuyến
IP cũng cho phép người quản lý mạng định tuyến ràng buộc.
 Các chính sách dựa trên IP cho phép bộ định tuyến:
-

Đặt các giá trị ưu tiên vào trong tiêu đề gói tin IP.

-

Thiết lập bước kế tiếp cho gói tin.

-

Thiết lập giao diện ra cho gói tin.

-

Thiết lập bước kế tiếp cho gói tin khi khơng có hướng ra trong bảng định tuyến.

Chuyển mạch nhãn khác với các loại chuyển mạch khác ở chỗ nó là một kỹ thuật
điều khiển giao thức chuyển mạch IP theo kiểu tơ pơ.
Đã có nhiều tài liệu đề cập rằng IP khơng có khả năng định tuyến theo chính sách
và định tuyến ràng buộc, điều đó là do dựa trên thực tế trên mạng internet có rất nhiều
mạng khác nhau và cũng có rất nhiều nhà cung cấp dịch vụ khác nhau và các nhà cung
cấp dịch vụ này khơng có sự thỏa thuận với nhau về các bit ưu tiên. Đối với chuyển

17


mạch nhãn cũng vậy, nó chỉ trở nên thật sự hiệu quả khi mà các nhà điều hành mạng
có sự thống nhất với nhau về cách sử dụng nhãn như thế nào.

1.3. Khái niệm và hoạt động cơ bản trong GMPLS
1.3.1. Khái niệm chung
Kiến trúc MPLS đã được xác định để hỗ trợ truyền tải dữ liệu dựa trên nhãn. Trong
RFC 3031, một LSR (Label Switching Router) được định nghĩa như là một nút có một
mặt phẳng truyền tải dữ liệu có thể xác định ranh giới của một gói tin IP hoặc tế bào
(gói IP với một nhãn đính kèm) và thực hiện tác vụ truyền tải dữ liệu theo tiêu đề của
gói tin IP hoặc tiêu đề tế bào. Trong GMPLS, một LSR không chỉ bao gồm nút để thực
hiện tác vụ truyền tải dữ liệu theo tiêu đề của gói tin IP hoặc tiêu đề tế bào, mà cịn
thực hiện truyền tải dữ liệu theo thơng tin của khe thời gian, bước sóng và cổng vật lý
của mạng sợi quang.
Giao diện LSR (Label Switching Router) trong GMPLS được phân ra thành bốn
loại tùy thuộc vào khả năng chuyển mạch của nó: PSC (khả năng chuyển mạch gói),
TDM (khả năng ghép kênh phân chia theo thời gian), LSC (khả năng chuyển mạch
lambda) và FSC (khả năng chuyển mạch quang) hình 1.1.
Gói IP

Liên kết

Nhãn
……
a) Packet

Liên kết

Khe thời gian

……

……
b) TDM

Bước sóng

c) λ
Fiber

Liên kết

Liên kết

...
d) Fiber

Hình 1.1 Khái niệm nhãn.
18


PSC - Packet Switch Capable: Giao diện PSC có thể xác định ranh giới của một
gói tin IP hoặc tế bào và thực hiện tác vụ truyền dẫn dữ liệu theo các nội dung của tiêu
đề gói tin IP hoặc tiêu đề tế bào. Trong lớp gói, một nhãn được xác định duy nhất cho
mỗi liên kết được gắn với các gói tin IP để tạo thành các LSP. Liên kết trong hình 1.1
(a) cho thấy liên kết được xác định giữa hai LSR để chuyển gói tin IP. Trong trường
hợp các gói tin IP được chuyển qua SDH/ SONET, liên kết này được gọi là một đường
truyền SDH/ SONET và trong trường hợp các gói tin IP được chuyển thông qua

Ethernet, liên kết này được gọi là một đường truyền Ethernet.
TDM - Time Division Multiplex Capable: Giao diện TDM được lặp đi lặp lại
theo chu kỳ và thực hiện các tác vụ truyền dẫn dữ liệu theo một khe thời gian. Trong
lớp TDM của hình 1.1 (b), nhãn tương ứng với một khe thời gian. Một ví dụ về một
giao diện TDM, có một giao diện DXC trong đó đường đi TDM hoặc đường đi SDH/
SONET được hình thành bằng cách kết nối các khe thời gian được gán vào phía đầu
vào và gán cho phía đầu ra. Liên kết có thể tương ứng với đường đi của bước sóng
hoặc chỉ đơn giản là với sợi quang.
LSC - Lambda Switch Capable: Giao diện LSC thực hiện các tác vụ truyền dẫn
dữ liệu theo bước sóng bên trong các sợi quang thơng qua đó dữ liệu được truyền tải.
Trong lớp λ của hình 1.1 (c), các nhãn tương ứng với bước sóng. Một ví dụ về giao
diện TDM, có một giao diện OXC trong đó các đường đi-λ được hình thành bằng cách
kết nối các bước sóng gán cho phía đầu vào và một gán cho phía đầu ra. Giao diện
OXC với LSC thực hiện chuyển mạch theo đơn vị bước sóng.
FSC - Fiber Switch Capable: Giao diện FSC thực hiện các tác vụ truyền dẫn dữ
liệu theo vị trí của các cổng vật lý thực tế của các sợi quang thơng qua đó dữ liệu được
truyền tải. Trong lớp quang hình 1.1 (d), nhãn tương ứng với sợi quang chính nó. Một
ví dụ về giao diện FSC, có một giao diện OXC trong đó đường quang được hình thành
bằng cách kết nối các sợi quang bên đầu vào sợi quang bên đầu ra đến mỗi sợi khác.

19


Lớp gói
Lớp gói

Lớp TDM

Lớp gói

Lớp TDM

Lớp λ

Lớp λ

Lớp quang

Lớp quang

Lớp quang

a)

b)

c)

Hình 1.2 Cấu trúc lớp mạng.

Hình 1.3 Sự phân cấp của LSP.
Giao diện OXC với FSC thực hiện chuyển mạch theo đơn vị quang. Liên kết trong
trường hợp này có nghĩa là một bộ sợi quang vật lý được xem như ống dẫn.
Có thể sử dụng các giao diện chuyển mạch bằng sự phân cấp của chúng. Trong
trường hợp này, hệ thống phân cấp được hình thành bởi FSC, LSC, TDM và PSC lần
lượt từ bậc thấp lên bậc cao nhất. Trong GMPLS, đường đi tương ứng với khả năng
chuyển mạch tương ứng được gọi là một LSP. Hình 1.3 cho thấy một cấu trúc phân
cấp của LSP. Trong trường hợp cấu trúc lớp thể hiện trong Hình 1.2 (b) PSC-LSP
thuộc về TDM-LSP và liên kết của PSC-LSP trở thành TDM-LSP. TDM-LSP thuộc
về LSC-LSP và liên kết của TDM-LSP trở thành LSC-LSP. LSC-LSP thuộc về FSCLSP và liên kết của LSC-LSP trở thành FSC-LSP. Trong trường hợp cấu trúc lớp thể

hiện trong Hình 1.2 (c), lớp TDM được loại bỏ và PSC-LSP thuộc về LSC-LSP với
các liên kết của PSC-LSP trở thành LSC-LSP. Mối quan hệ giữa LSC-LSP và FSCLSP cũng giống như trường hợp của hình 1.2 (b). Khi một trong số đó di chuyển
xuống lớp dưới, băng thơng của LSP trở nên lớn hơn.

20


Lớp PSC
Lớp TDM
Lớp LSC
Lớp FSC

Hình 1.4 Mối quan hệ giữa khả năng chuyển mạch và lớp.
Lớp hay còn gọi là vùng (region) là phạm vi hoạt động với một khả năng chuyển
mạch nhất định của mạng. Hình 1.4 thể hiện mối quan hệ giữa khả năng chuyển mạch
và lớp. Giữa các giao diện PSC, PSC-LSP được hình thành. Khu vực giữa các giao
diện PSC được gọi là một lớp PSC mà các lớp có liên quan có thể tiếp cận. Với giao
diện TDM tạo thành một TDM-LSP. Khu vực giữa các giao diện TDM được gọi là
một lớp TDM. Tương tự như cho các lớp LSC và FSC cũng được định nghĩa theo cùng
một cách.
GMPLS cung cấp một số ưu điểm, trong lớp gói thì mạng được điều khiển phân tán
bằng cách sử dụng giao thức định tuyến hoặc giao thức báo hiệu. Trong lớp TDM và
lớp λ thì mạng được điều khiển tập trung bằng cách thiết lập các định tuyến hoặc
đường truyền. Trong các môi trường này, các nhà khai thác mạng phải học cách vận
hành của từng mạng tương ứng với các lớp tương ứng, bởi vì các phương pháp điều
khiển mạng khác nhau được sử dụng trong các lớp khác nhau. Hình 1.5 cho thấy mạng
IP/ MPLS hiện nay.

21

Lớp gói
(Điều khiển phân tán)
Thiết bị điều khiển trung tâm
Lớp TDM
(Điều khiển phân tán)
Thiết bị điều khiển trung tâm
Lớp λ
(Điều khiển tán)

Lớp quang

Hình 1.5 Mạng IP/MPLS.
Tuy nhiên, bằng cách sử dụng GMPLS, có thể điều khiển mạng phân tán bằng cách
mở rộng MPLS đến lớp TDM và lớp λ, như thể hiện trong hình 1.6. Trong mơi trường
này, các chức năng được thực hiện bởi một đơn vị điều khiển trung tâm và được phân
phối cho từng nút và được điều khiển phân tán. Do đó nó có thể thêm hoặc xóa các nút
hoặc liên kết một cách linh hoạt, kết quả là cải thiện khả năng mở rộng của mạng. Hơn
nữa, bởi vì mỗi lớp được vận hành dựa trên GMPLS đó, nguồn tài nguyên có thể được
sử dụng hiệu quả hơn bởi vì sau khi học và làm chủ giao thức GMPLS, các nhà điều
hành mạng sẽ có thể hoạt động ở tất cả các lớp.

22


Lớp gói
(Điều khiển phân tán)

Lớp TDM
(Điều khiển phân tán)

Lớp λ
(Điều khiển tập trung )

Lớp quang

Hình 1.6 Mạng GMPLS của mỗi lớp được điều khiển phân tán.

Hình 1.7 Mạng GMPLS được điều khiển phân tán và tích hợp đa lớp.
Hơn nữa, trong một mạng GMPLS, nó có thể điều khiển mạng tích hợp với đa lớp
phân tán như thể hiện trong hình 1.7. Các kỹ thuật lưu lượng tích hợp cho các đa lớp
được gọi là “kỹ thuật lưu lượng đa lớp”. Hình 1.8 cho thấy khái niệm về kỹ thuật lưu
lượng đa lớp, mạng bao gồm các lớp gói, các lớp λ, và lớp sợi quang. Các cấu trúc liên
kết của những thay đổi lớp λ tương ứng với sự thay đổi trong yêu cầu lưu lượng trong
23


các lớp gói và định tuyến mà PSC-LSP lựa chọn được chuyển đổi theo sự thay đổi của
cấu trúc liên kết trong các lớp λ. Bởi vì đa lớp có thể thích ứng với các cấu trúc liên
kết hoặc định tuyến của mỗi lớp để chứa những thay đổi trong yêu cầu lưu lượng, kỹ
thuật lưu lượng đa lớp tăng hiệu quả sử dụng tài nguyên mạng.

Hình 1.8 Kỹ thuật lưu lượng đa lớp.
Tiêu chuẩn hóa hoạt động các giao thức mạng GMPLS dưới sự giám sát của IETF
(Internet Engineering Task Force), một tổ chức tiêu chuẩn hóa các vấn đề liên quan
đến Internet. Hình 1.9 cho thấy các giao thức chính được sử dụng trong GMPLS. Theo
kiến trúc GMPLS được xác định, GMPLS chủ yếu bao gồm các OSPF mở rộng (Open
Shortest Path First) của giao thức định tuyến, RSVP-TE mở rộng của giao thức báo
hiệu và các giao thức quản lý liên kết (LMP) .

Hình 1.9 Các giao thức chính của GMPLS.

24