Tài liệu Kĩ thuật lưu lượng IP/WDM, chương 4 docx

Chương 4:
Bảo vệ và tái cấu hình
Để đảm bảo tính mềm dẻo của dịch vụ mạng trước các lỗi thì
hai xu hướng được xem xét để tìm ra một tuyến mới cho đường đi
là: một đường đi bảo vệ thiết lập trước và một đường đi tái cấu
hình tính toán động. Các kĩ thuật bảo vệ phụ thuộc vào dung lượng
dư thừa trong mạng. V
ì một tuyến bảo vệ cho mỗi tuyến đang làm
vi
ệc được thiết lập trước nên tái định tuyến sử dụng kĩ thuật này thì
nhanh hơn (nhỏ hơn 50 ms trong mạng SONET/SDH) và đơn giản
hơn tái cấu
hình.
Các k
ĩ thuật bảo vệ cũng được phân loại thành bảo vệ tuyến và
b
ảo vệ đường. Sự khác nhau của chúng được chỉ ra trong hình 2.1.
Trong hình 2.1(a) thì dòng l
ưu lượng từ A tới E sử dụng một
đường đi A
-B-E. Nếu như có lỗi trên kết nối từ A tới B thì một bảo
vệ tuyến sẽ tránh tuyến A-B bằng cách sử dụng một đường được
thiết kế trước là A-D-C-B và phần còn lại của đường vẫn được sử
dụng bình thường như được chỉ ra trong hình 2.1(b).
Hình 2.1 Bảo vệ đường và bảo vệ tuyến
Ngược lại, một bảo vệ đường sẽ hoàn toàn không sử dụng
đường đ
ã có lỗi nữa. Nó sẽ dùng một đường khác hoàn toàn không
liên quan tới đường ban đầu. Trong ví dụ ở hình 2.1(c), nó sử dụng
đường A
-D-C-E thay vì đường A-B-E.

Trong khi đó tái cấu hình có thể được sử dụng để hoặc là cung
c
ấp các tuyến nối hiệu quả hơn sau khi bảo vệ hoàn thành hoặc là
tăng cường tính mềm dẻo để chống lại các lỗi nặng hơn trước khi
lỗi đầu tiên được sửa. Thông thường thì cơ chế tái cấu hình là khá
ch
ậm.
2.3 Các mô hình bảo vệ và tái cấu hình trong mạng IP/WDM
Tuỳ thuộc vào mục tiêu của các chức năng điều khiển và báo
hi
ệu trong tầng WDM mà bảo vệ và tái cấu hình trong mạng
IP/WDM có thể được phân loại thành ba mô hình.
Mô hình
đầu tiên sử dụng một khối quản lí kết nối quang
thông minh và tự quản trị. Chính xác hơn thì một tầng quang có
hầu hết các chức năng báo hiệu và điều khiển, ví dụ như quản lí
dung lượng v
à cấu hình, định tuyến, phát hiện mô hình, tái cấu
hình và điều khiển ngoại lệ nhờ sử dụng các chức năng báo hiệu và
điều khiển hoàn toàn là của nó. Bất lợi lớn nhất của mô hình này là
s
ự dư thừa các chức năng báo hiệu và điều khiển vì các chức năng
quản lí mạng như vậy đã có trong tầng IP.
Trong mô hình thứ hai, mỗi bộ định tuyến IP được kết nối nhờ
sử dụng sợi quang và WDM. Do đó không có khái niệm đường đi
ngắn nhất trong mô hình này. Tất cả các báo hiệu và điều khiển
đều phụ thuộc v
ào tầng IP.
Mô hình thứ ba có thể gọi là “định tuyến thông minh – quang
đơn giản” và là phiên bản trung gian giữa hai mô hình trên. Hiện

nay IETF và OIF đang nghiên cứu mô hình này sử dụng chuyển
mạch nhãn đa giao thức tổng quát (GMPLS). Với mô hình thứ ba
thì vấn đề cấy mô hình IP trên nền mô hình WDM sẽ đóng vai trò
quan tr
ọng trong bảo vệ IP/WDM đặc biệt là khi tầng WDM không
hỗ trợ bảo vệ đường và bảo vệ tuyến hoặc là tuyến bảo vệ không
làm việc bình thường do sự xuất hiện nhiều lỗi cùng lúc.
2.4 Khái niệm kĩ thuật lưu lượng IP/WDM
Kĩ thuật lưu lượng IP/WDM là kĩ thuật để tận dụng các tài
nguyên IP/WDM (ví d
ụ như các bộ định tuyến IP, các bộ đệm, các
chuy
ển mạch WDM, các sợi quang và các bước sóng) một cách
hiệu quả, để truyền dẫn các gói tin và dòng lưu lượng IP. Kĩ thuật
lưu lượng IP/WDM bao gồm kĩ thuật lưu lượng IP/MPLS v
à kĩ
thuật lưu lượng WDM như được chỉ ra trên hình 2.2
Hình 2.2 Kĩ thuật lưu lượng IP/WDM (TE)
Kĩ thuật lưu lượng MPLS giải quyết các vấn đề về phân bổ
dòng và thiết kế nhãn đường. Sử dụng kĩ thuật điều khiển đường
hiện MPLS, kĩ thuật lưu lượng MPLS cho phép cân bằng tải trên
mô hình IP hi
ện có. Các MPLS LSP làm việc như là các tuyến ảo
cùng chia sẻ một mô hình IP cố định.
Trong khi đó kĩ thuật lưu lượng WDM lại đưa ra các giả định
về một mô hình IP tĩnh trên nền mạng WDM. Kĩ thuật lưu lượng
WDM giải quyết các vấn đề về thiết kế mô hình đường đi ngắn
nhất và dịch chuyển mô hình IP. Trong các mạng WDM có khả
năng tái cấu h
ình, kĩ thuật lưu lượng MPLS và kĩ thuật lưu lượng

WDM làm việc ở các tầng khác nhau, nghĩa là một ở tầng IP và
m
ột ở tầng WDM. Trong các mạng chuyển mạch gói quang, các kĩ
thuật lưu lượng MPLS và WDM có thể được dùng theo mô hình
ch
ồng lấn hoặc theo mô hình tích hợp. Xu hướng đầu tương tự như
IP chồng lấn trên nền các mạng WDM có khả năng tái cấu hình
(m
ặt phẳng dữ liệu), trong khi các MPLS LSP (các đường đi ảo)
được ấn định cho các mạ
ch quang WDM cố định. Xu hướng thứ
hai xây dựng các đường đi ngắn nhất, ấn định các dòng trên các
đường đi ngắn nhất đó và chuyển tiếp lưu lượng theo một mô hình
tích h
ợp. Trong đồ án này các kĩ thuật lưu lượng MPLS và WDM
s
ẽ được trình bày.
2.5 Mô hình hoá kĩ thuật lưu lượng IP/WDM
Như đã trình bày ở trên kĩ thuật lưu lượng trong các mạng
IP/WDM có thể thực hiện theo hai phương pháp: kĩ thuật chồng
lấn và kĩ thuật tích hợp.
Với kĩ thuật lưu lượng IP/WDM chồng lấn, mỗi tầng IP và
WDM có m
ột khối kĩ thuật lưu lượng riêng. Sự hoạt động của mỗi
mạng có thể độc lập với mạng còn lại. Các giải pháp kĩ thuật lưu
lượng được phát triển cho các mạng IP hoặc các mạng WDM có
thể được ứng dụng trực tiếp cho mỗi tầng một cách tương ứng. Về
mặt tính chất thì mạng khách-chủ chồng lấn là một ví dụ cho kĩ
thuật lưu lượng chồng lấn.
Với kĩ thuật lưu lượng tích hợp, sự tối ưu hoá hiệu năng mạng

đối với một mục ti
êu nhất định đạt được nhờ sự kết hợp giữa cả hai
thành phần mạng IP và WDM. Với sự xuất hiện của các phần cứng
ngày càng tinh vi cho phép tích hợp chức năng của cả IP và WDM
t
ại mỗi thành phần mạng (NE) nên kĩ thuật lưu lượng tích hợp có
thể hoạt động hiệu quả hơn.
2.5.1 Kĩ thuật lưu lượng chồng lấn
Nguyên lí của kĩ thuật lưu lượng chồng lấn là sự tối ưu hoá đạt
được ở từng tầng một. Điều n
ày có nghĩa là sự tối ưu hoá trong
một không gian nhiều chiều là kết quả của một quá trình tìm kiếm
lần lượt theo các chiều khác nhau. Rõ ràng là kết quả tối ưu hoá
phụ thuộc vào thứ tự tìm kiếm và không đảm bảo đó là kết quả tối
ưu hoá
toàn cục. Chiều nào càng xuất hiện sớm trong chuỗi tìm
ki
ếm thì càng đạt được sự tối ưu hoá tốt hơn. Một lợi thế của kĩ
thuật lưu lượng chồng lấn là các cơ chế có thể được điều chỉnh để
đáp ứng tốt nhất nhu cầu của một tầng cụ thể (IP hoặc WDM) tuỳ
theo các mục tiêu được lựa chọn. Hình 2.3 mô tả kĩ thuật lưu lượng
chồng lấn.