CÔNG NGHỆ MẠNG VIỄN THÔNG - Đề Tài: "TỔNG QUAN VỀ CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC MPLS"

Chia sẻ: Nguyễn Thành Trung | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:50

Thêm vào BST

Báo xấu

207
lượt xem 72
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

1. Lịch sử phát triển MPLS được đề xuất đầu tiên do hãng Ipsilon một hãng rất nhỏ về công nghệ thông tin trong triển lãm về công nghệ thông tin, viễn thông tại Texas. Sau đó Cisco và hàng loạt hãng khác như IBM, Toshiba…công bố các sản phẩm công nghệ chuyển mạch của họ dưới những tên khác nhau nhưng đều cùng chung bản chất công nghệ chuyển mạch nhãn. Thiết bị định tuyến chuyển mạch tế bào của Toshiba năm 1994 là tổng đài ATM đầu tiên được điều khiển bằng giao thức IP thay cho báo hiệu ATM. Tổng...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: CÔNG NGHỆ MẠNG VIỄN THÔNG - Đề Tài: "TỔNG QUAN VỀ CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC MPLS"

CÔNG NGHỆ MẠNG VIỄN THÔNG Đề Tài: TỔNG QUAN VỀ CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC MPLS Giáo viên hướng dẫn: Ngô Hán Chiêu Sinh viên thực hiện: Mai Đức An - 07520425 - Nguyễn Thành Trung - 08520435 - Trương Thị Thùy Duyên - 08520530 - Lê Kim Hùng – 08520548 -
MỤC LỤC 1. Lịch sử phát triển...................................................................................................05 2. Giới thiệu MPLS....................................................................................................06 2.1............................................................................................................................Tổng quan...................................................................................................................06 2.2............................................................................................................................Các thuật ngữ.......................................................................................................... 08 3. Các khái niệm cơ bản trong MPLS.......................................................................09 3.1............................................................................................................................Nhãn ...........................................................................................................................09 ........................................................................................................................... 3.2............................................................................................................................Upstr eam và Downstream LSR................................................................................. 10 3.3............................................................................................................................Gói tin được dán nhãn.............................................................................................11 3.4............................................................................................................................Gán và phân phối nhãn.............................................................................................11 3.5............................................................................................................................Thuộ c tính liên kết nhãn........................................................................................... 11 3.6............................................................................................................................Giao thức phân phối nhãn.........................................................................................12 3.7............................................................................................................................Phân phối nhãn theo yêu cầu và không theo yêu cầu...............................................12 3.8............................................................................................................................Chế độ lưu giữ nhãn................................................................................................13 3.9............................................................................................................................Chồ ng nhãn..............................................................................................................14 3.10. Mục chuyển tiếp nhãn trạm kế NHLFE......................................................15 3.11. Liên kết nhãn tới ILM...................................................................................16 3.12. Liên kết FEC – NHLFE................................................................................ 16 3.13. Hoán đổi nhãn................................................................................................16
3.14. Phạm vi và tính duy nhất của nhãn..............................................................17 3.15. Đường chuyển mạch theo nhãn LSP, LSP vào, LSP ra................................18 3.16. Xóa nhãn đối với trạm gần cuối..................................................................19 3.17. Trạm LSP tiếp theo.......................................................................................21 3.18. Nhãn tới không tồn tại..................................................................................22 3.19. Điều kiển LSP: Theo thứ tự và Độc lập......................................................22 3.20. Sự tổng hợp...................................................................................................23 3.21. Lựa chọn định tuyến.....................................................................................24 3.22. Việc thiếu nhãn ra.........................................................................................25 3.23. Time-to-live................................................................................................... 25 3.24. Điều khiển lặp .............................................................................................26 3.25. Mã hóa nhãn...................................................................................................26 3.26. Sáp nhập nhãn............................................................................................... 30 3.27. Đường hầm và Phân cấp.............................................................................. 32 3.28. Giao thức truyền trong phân phối nhãn........................................................36 3.29. BGP và LDP...................................................................................................36 4. Một vài ứng dụng của MPLS................................................................................37 4.1............................................................................................................................MPL S và định tuyến đường truyền theo từng Hop.................................................37 4.2............................................................................................................................MPL S và định tuyến rõ ràng LSP............................................................................ 41 4.3............................................................................................................................Chồ ng nhãn và ngầm thiết lập ngang hàng........................................................... 42 4.4............................................................................................................................MPL S và định tuyến đa đường................................................................................42 ........................................................................................................................... 4.5............................................................................................................................Cây LSP và các thực thể đa điểm đến điểm..........................................................42 ........................................................................................................................... 5. Quy trình phân phối nhãn hop-by-hop................................................................... 43
TÀI LIỆU THAM KHẢO - RFC 3031: MPLS ARCHITECTURE - INTERNET
1. Lịch sử phát triển MPLS được đề xuất đầu tiên do hãng Ipsilon một hãng rất nhỏ về công nghệ thông tin trong triển lãm về công nghệ thông tin, viễn thông tại Texas. Sau đó Cisco và hàng lo ạt hãng khác như IBM, Toshiba…công bố các sản phẩm công nghệ chuyển mạch của họ dưới những tên khác nhau nhưng đều cùng chung bản chất công nghệ chuyển mạch nhãn. Thiết bị định tuyến chuyển mạch tế bào của Toshiba năm 1994 là t ổng đài ATM đ ầu tiên được điều khiển bằng giao thức IP thay cho báo hiệu ATM. Tổng đài c ủa Ipsilon cũng là ma trận chuyển mạch ATM được điều khiển bởi khối xử lý sử dụng công nghệ IP. Công nghệ chuyển mạch thẻ của Cisco cũng tương tự nhưng có bổ sung thêm một vài kỹ thuật như lớp chuyển tiếp tương đương FEC, giao thức phân phối nhãn. Đ ến năm 1998 nhóm nghiên cứu IETF đã tiến hành các công việc để đưa ra tiêu chuẩn và khái niệm về chuyển mạch nhãn đa giao thức. Sự ra đời của MPLS được dự báo là tất yếu khi nhu cầu và tốc độ phát tri ển rất nhanh của mạng Internet đòi hỏi phải có một giao thức m ới đảm b ảo ch ất l ượng d ịch v ụ theo yêu cầu. Có rất nhiều công nghệ xây dựng trên mạng IP • IP trên nền ATM (IPoA) • IP trên nền SDH/SONET (IPOS) • IP qua WDM • IP qua cáp quang Mỗi loại có những ưu và nhược điểm riêng. Trong đó công ngh ệ ATM đ ược s ử d ụng rộng rãi trong các mạng IP đường trục có tốc độ cao và đ ảm b ảo đ ược d ịch v ụ, đi ều khi ển luồng và một số đặc tính khác mà các mạng định tuyến truyền th ống không có đ ược, trong trường hợp đòi hỏi thời gian thực cao thì IpoA là giải pháp tối ưu. MPLS được hình thành d ựa trên kỹ thuật đó. MPLS thực hiện một số chức năng sau • Hỗ trợ các giải pháp mạng riêng ảo VPN • Định tuyến hiện (điều khiển lưu lượng) • Hỗ trợ cục bộ cho định tuyến IP trong các tổng đài chuyển mạch ATM Khái niệm chuyển mạch nhãn xuất phát từ hai khái niệm: Tổng đài chuyển m ạch và bộ định tuyến. Xét trên góc độ chuyển mạch, phương thức điều khiển luồng, tỉ lệ giá cả và chất lượng tổng đài chuyển mạch sẽ tốt hơn bộ định tuyến. Song b ộ đ ịnh tuyến l ại có kh ả năng định tuyến mềm dẻo mà tổng đài chuyển mạch không có được. Do đó, chuyển m ạch nhãn ra
đời là sự kết hợp và kế thừa các ưu điểm trên cũng như khắc ph ục những nh ược đi ểm c ủa cả tổng đài và bộ định tuyến truyền thống. 2. Giới thiệu MPLS Tổng quan 2.1. Đối với một giao thức mạng không kết nối, khi một gói tin đến m ột router, việc chuyển tiếp gói tin đi đâu phụ thuộc hoàn toàn vào quyết định của router đó thông qua việc phân tích header của gói tin và kết quả c ủa thuật toán đ ịnh tuy ến đ ược thi ết l ập trên router đó. Header của gói tin ngoại trừ những thông tin c ơ bản để định tuyến còn ch ứa khá nhiều các thông tin khác. Việc định tuyến do đó thường là sự kết hợp của 2 chức năng. Chức năng đầu tiên sẽ chia các gói tin vào tập l ớp chuyển ti ếp t ương đ ương FECs (Forwarding Equivalence Classes). Chức năng thứ hai chỉ đ ịnh cho m ỗi FEC m ột tr ạm tới kế tiếp. Tất cả các gói tin trong cùng một FEC cụ th ể và xu ất phát t ừ m ột nút c ụ thể sẽ đi theo cùng một tuyến đường hoặc theo một tập các tuyến đường liên kết v ới FEC đó. Đối với việc chuyển tiếp thường thấy ở giao thức IP, router thường cho rằng 2 gói tin là chung FEC nếu chúng cùng có phần tiền tố X của địa chỉ đích trùng kh ớp nhi ều nhất với một mục trong bảng định tuyến. Trong quá trình di chuyển trong m ạng, t ại mỗi trạm sẽ lại phân tích lại gói tin và ấn định nó vào một FEC. Với MPLS, việc ấn định một gói tin vào một FEC được thực hi ện ch ỉ m ột l ần, khi gói tin bắt đầu vào mạng MPLS. FEC thường ở dạng m ột giá tr ị có đ ộ dài ng ắn và c ố định, gọi là “nhãn” (label). Khi gói tin được chuyển tới tr ạm ti ếp theo, nhãn đ ược g ởi kèm với nó, tức là, gói tin được dán nhãn trước khi được chuyển đi. Tại trạm tiếp theo, router không cần phân tích header của gói tin t ại tầng network nữa. Router sẽ sử dụng nhãn của gói tin, tra trong b ảng, tìm ra tr ạm k ế và thay th ế nhãn cũ bằng một nhãn mới. Như vậy, với MPLS, việc chuyển ti ếp ph ụ thu ộc vào nhãn. Một số ưu điểm so với việc chuyển tiếp theo kiểu thường thấy như sau: Việc chuyển tiếp bằng MPLS có thể được thực hiện bởi các bộ chuyển mạch - có khả năng tìm kiếm và thay thế nhãn nhưng không có ch ức năng phân tích header tầng 3 hoặc phân tích với tốc độ chậm.
Việc ấn định một gói tin vào một FEC được router quy ết đ ịnh bằng các thông - tin nó có về gói tin, các thông tin này không nhất thi ết chỉ nằm ở header c ủa t ầng network. Ví dụ, router có thể sử dụng port của gói tin để quyết đ ịnh FEC cho gói tin đó. Việc chuyển tiếp thông thường chỉ có thể dựa vào thông tin trong phần header c ủa gói tin lớp mạng. Một gói tin khi đi vào mạng MPLS tại một router cụ thể có thể được dán nhãn - khác khi cũng gói tin đó, nhưng đến một router khác trong m ạng. Do đó vi ệc chuy ển tiếp gói tin trong mạng này phụ thuộc vào router đến (ingress router). Vi ệc này không thể thực hiện được với chuyển tiếp thường thấy vì phần nhận biết router đ ến c ủa 1 gói tin thì không được chuyển đi kèm với gói tin. Việc xem xét và ấn định FEC cho một gói tin có thể càng lúc càng ph ức t ạp, mà - không có bất kì can hệ nào với các router chỉ đơn thuần chuyển ti ếp các gói tin đã được dán nhãn. Đôi lúc một gói tin cần phải buộc theo một đường đi c ố định được ch ỉ đ ịnh lúc - gói tin bắt đầu đi vào mạng MPLS thay vì được chọn bởi các thuật toán đ ịnh tuy ến động thông thường. Điều này có thể được thực hiện bằng các chính sách ho ặc các kĩ thuật hỗ trợ đường đi. Với chuyển tiếp thông thường, nó đòi hỏi gói tin ph ải mang theo mã hóa của đường đi theo nó (source routing). Với MPLS, m ột nhãn có th ể đ ược sử dụng để đại diện cho đường đi này, do đó source routing không c ần ph ải g ởi kèm theo với gói tin. Một số router phân tích header gói tin không đơn thuần chỉ để lựa ch ọn next hop cho gói tin, mà còn để quyết định quyền ưu tiên hay loại dịch v ụ c ủa gói tin. T ừ đó có thể áp dụng các ngưỡng loại bỏ gói tin hay lập lịch cho các gói tin khác nhau. MPLS cho phép độ ưu tiên hoặc loại dịch vụ có thể được suy ra hoàn toàn ho ặc m ột phần t ừ nhãn. Trong trường hợp này, có thể nói rằng nhãn thể hi ện sự kết h ợp gi ữa FEC và đ ộ ưu tiên hay loại dịch vụ của gói tin. MPLS viết tắt cho Multiprotocol Label Switching. Multiprotocol là vì kĩ thu ật c ủa nó có thể được áp dụng cho bất kì giao thức lớp mạng nào. Tuy nhiên, ở đây chúng ta chỉ tập trung nói đến giao thức IP. Một router có hỗ trợ MPLS được gọi là một “Label Switching Router”, hay LSR. Thuật ngữ 2.2.
Các thuật ngữ được sử dụng trong MPLS DLCI: một dạng nhãn được sử dụng trong mạng Fram Relay - Forwarding equivalence class: Lớp chuyển tiếp tương đương - m ột nhóm - các gói tin IP được chuyển tiếp theo cùng m ột hướng xử lý (ví d ụ, cùng một đường đi, với cùng một quy trình chuyển tiếp) Label: giá trị ngắn, cố định, được sử dụng để nhận diện một FEC, th ường - chỉ có ý nghĩa cục bộ. Label merging: kết hợp nhãn - thay thế nhiều nhãn tới cùng m ột FEC b ằng - một nhãn ra duy nhất Label swap: hoạt động chuyển tiếp cơ bản, bao gồm vi ệc tìm ki ếm nhãn - đến, quyết định nhãn ra, đóng gói. Label swapping: Chuyển đổi nhãn - Label switched hop : trạm giữa 2 nút MPLS, chuyển tiếp dựa vào nhãn - Label switched path: đường xuyên suốt một số LSRs mà gói tin đi theo đ ối - với một FEC Label switching router: một nút MPLS có khả năng chuyển ti ếp m ột gói tin - IP bình thường Loop detection: vòng lặp có thể xảy ra và phương thức này dùng đ ể nh ận - biết và xử lý khi bị lặp. Loop prevention: phương thức tránh xảy ra việc truyền dữ li ệu trên m ột - vòng lặp Label stack: chồng nhãn, là tập các nhãn có trật tự - Merge point: nút mà ở đó việc kết hợp nhãn xảy ra - MPLS domain: một tập các nút chạy MPLS - MPLS edge node: nút MPLS biên - một nút MPLS kết nối v ới m ột MPLS - domain với một nút ngoại mạng MPLS hoặc ở một miền MPLS khác. Chú ý răng nếu một LSR láng giềng với một host không chạy MPLS thì LSR đó là nút MPLS biên. MPLS egress node: nút MPLS ra – có vai trò điều khi ển traffic như là m ột - lối ra MPLS MPLS ingress node: nút MPLS vào – như một lối vào MPLS -
MPLS label: nhãn được gởi kèm trong header của gói tin, đại diện cho FEC - của một gói tin. MPLS node: một nút chạy MPLS. Một nút MPLS được nh ận bi ết b ởi m ột - giao thức điều khiển MPLS, hoạt động ở một ho ặc nhi ều giao thức đ ịnh tuyến L3 và có khả năng chuyển tiếp gói tin dựa vào nhãn. 3. Các khái niệm cơ bản trong MPLS 3.1. Nhãn Có độ dài ngắn, cố định, có giá trị cục bộ được sử dụng để nh ận bi ết m ột FEC. Nhãn được đặt vào một gói tin đại diện cho lớp chuyển tiếp t ương đ ương Forwarding Equivalence Class mà gói tin được ấn định. Thông thường, một gói tin được ấn định vào một FEC dựa vào (hoàn toàn ho ặc một phần) địa chỉ mạng đích của nó. Tuy nhiên, nhãn không bao gi ờ là mã hóa c ủa đ ịa chỉ này. Nếu Ru và Rd là LSRs, giả sử Ru muốn chuyển gói tin đến cho Rd, Ru sẽ dán nhãn L vào gói tin khi và chỉ khi gói tin là một thành viên c ủa FEC F. Có nghĩa là, có m ột “kết nối” giữa nhãn L và FEC F để chuyển gói tin từ Ru sang Rd. Như vậy, L trở thành “nhãn ra” (outgoing label) của Ru, đại diện cho FEC F, và là “nhãn vào” (incoming label) của Rd. L chỉ có giá trị cục bộ giữa Ru và Rd. Khi nói gói tin được chuyển từ Ru sang Rd, ta ko hề ngụ ý rằng ngu ồn c ủa gói tin là Ru hay đích là Rd. Đúng hơn là, gói tin đi qua các LSRs. Thỉnh thoảng sẽ khó hoặc thậm chí là không thể để Rd xác định với m ột gói tin đến mang theo nhãn L, thì nhãn L đã được đặt vào trong gói tin bởi Ru hay là m ột LSR nào khác. (trường hợp này thường là khi Ru và Rd không phải là các láng gi ềng tr ực tiếp – direct neighbors). Khi đó, Rd phải chắc ch ắn r ằng vi ệc g ắn k ết nhãn – FEC là một-một. Nghĩa là, Rd KHÔNG ĐƯỢC đồng ý với Ru1 liên k ết L – FEC F1, trong khi cho phép một LSR Ru2 nào đó gắn kết L với một FEC F2 khác,TR Ừ PHI Rd có th ể xác định, khi nó nhận được một gói tin với nhãn vào là L, thì Ru1 hay Ru2 là router đ ặt nhãn L vào gói tin.
Trong đó: Label: giá trị của nhãn  EXP: dành cho thực nghiệm. Khi các gói tin xếp hàng có thể dùng các bít này  tương tự như các bit IP ưu tiên (IP Precedence), có thể dùng để phân loại d ịch v ụ (class of service) S: là bít cuối chồng. Nhãn cuối chồng bit này đ ược thi ết l ập lên 1,các nhãn  khác có giá trị bít này là 0. TTL: Time To Live, là thời gian di chuyển trên mạng, có ý nghĩa t ương t ự TTL  của IP. Giá trị của nó được giảm tại mỗi chặng để tránh vòng lặp mãi mãi. 3.2. Upstream và Downstream LSRs Giả sử Ru và Rd cho phép liên kết nhãn L với FEC F v ới các gói tin đi t ừ Ru đ ến Rd. Lúc này, Ru là một upstream LSR, và Rd là downstream LSR. Dữ liệu đi từ Upstream LSR đến Downstream LSR để tới được mạng đích. Như ở hình dưới, ta có: Với FEC 10.1.1.0/24, R1 là Downstream LSR đối với R2. R2 là Upstream LSR đ ối với R1. Với FEC 10.1.1.0/24, R1 là Downstream LSR đối với R2 và R2 l ại là Downstream đối với R3.
Đối với FEC 10.1.1.0/24, R1 là Downstream LSR đối với R2. Nh ưng ở FEC 10.2.2.0/24, R2 lại là Downstream LSR đối với R1. Labeled Packet – gói tin được dán nhãn 3.3. Labeled packet là một gói tin có nhãn được mã hóa. Trong một vài trường hợp, nhãn được gắn riêng vào một header đặc biệt. Một vài trường hợp khác, nhãn có th ể n ằm trong phần header của tầng data link hay network sẵn có n ếu có m ột tr ường tr ống có thể sử dụng cho mục đích này. Một kĩ thuật mã hóa c ụ thể được s ử d ụng ph ải có s ự đồng ý của cả 2 chủ thể mã hóa và chủ thể giải mã nhãn. Label Assignment and Distribution – Gán và phân phối nhãn 3.4. Trong kiến trúc MPLS, quyết định gán một nhãn L cụ thể cho m ột FEC F c ụ th ể được thực hiện bởi LSR là Downstream. Downstream LSR sau đó s ẽ báo cho Upstream LSR về liên kết L – F này. Do đó nhãn là được ấn định bởi downstream “downstream- assigned”, và liên kết nhãn được phân phối theo chiều “downstream to upstream”. Nếu một LSR được thiết kế để chỉ có thể tìm kiếm nhãn trong một khoảng giá tr ị nhất định, thì cần đảm bảo rằng nó chỉ liên kết những nhãn nằm trong khoảng này. Attributes of a Label Binding – thuộc tính của liên kết nhãn 3.5. Một liên kết cụ thể nhãn L với FEC F, sau đó phân phối tới Ru bởi Rd, quá trình này có thể được liên tưởng tới khái niệm “attributes”. Nếu Ru hoạt động như m ột downstream LSR, đồng thời phân phối một liên kết một nhãn với FEC F, thì d ưới m ột số điều kiện nhất định, nó có thể bị đòi hỏi phải đồng thời phân phối attribute tương ứng mà nó nhận được từ Rd. Label Distribution Protocols – giao thức phân phối nhãn 3.6. Một giao thức phân phối nhãn là một tập các thủ tục mà m ột LSR báo cho m ột LSR khác về liên kết nhãn – FEC mà nó có. 2 LSRs sử dụng giao th ức phân ph ối nhãn để trao đổi các thông tin nhãn –FEC được gọi là “label distribution peers” (c ặp phân phối nhãn ngang hàng). Nếu 2 LSRs là cặp phân phối nhãn ngang hàng, ta nói r ằng có một “label distribution adjacency” (mối quan hệ phân phối nhãn liền kề) giữa chúng.
Chú ý, 2 LSRs có thể là cặp phân phối nhãn ngang hàng đ ối v ới m ột s ố t ập các liên kết, nhưng có thể là không với một số tập liên kết khác. Giao thức phân phối nhãn cũng đảm nhiệm việc thương lượng về khả năng c ủa MPLS giữa 2 cặp phân phối nhãn ngang hàng. Cấu trúc MPLS không nhất thiết rằng chỉ có duy nhất một giao thức phân ph ối nhãn. Thực tế, có một số các giao thức phân phối nhãn khác nhau đang d ần tr ở thành chuẩn. Một số giao thức đã tồn tại được mở rộng thêm để có thể th ực thi luôn vi ệc phân phối nhãn (ví dụ MPLS-BGP, MPLS-RSVP-TUNNELS….) Các giao th ức m ới cũng được thiết lập cho mục đích này (ví dụ MPLS-LDP, MPLS-CR-LDP) Trong tài liệu này, ta coi như LDP là giao thức phân phối đ ược đ ịnh nghĩa trong MPLS-LDP. 3.7. Unsolicited Downstream và Downstream-on-Demand (downstream-ko-theo- yêu-cầu và downstream-theo-yêu-cầu) Cấu trúc MPLS cho phép một LSR đòi hỏi bắt buộc từ tr ạm k ế c ủa nó m ột FEC cụ thể, một liên kết nhãn cho FEC đó. Việc này được coi là phân ph ối nhãn “downstream-on-demand”. Tuy nhiên, kiến trúc MPLS đồng thời cũng cho phép một LSR phân phối liên kết nhãn tới một LSR là cái ko yêu cầu điều này. nó được gọi là phân ph ối nhãn ko theo yêu cầu. MPLS có thể cung cấp chỉ một cơ chế phân phối nhãn theo yêu cầu ho ặc không theo yêu cầu, hoặc cung cấp cả hai. Cái nào được cung cấp ph ụ thu ộc vào thu ộc tính của interface hỗ trợ MPLS. Tuy nhiên, cả 2 kĩ thuật phân phối này có th ể đ ược s ử dụng trong cùng một mạng tại cùng một thời điểm. với bất kì m ột mối quan h ệ phân phối liền kề cho trước (label distribution adjacency), upstream LSR và downstream LSR buộc phải cùng thỏa thuận kĩ thuật được sử dụng. Ví dụ về phân phối nhãn theo yêu cầu:
Ví dụ về phân phối nhãn không theo yêu cầu: Label retention mode – chế độ lưu nhãn 3.8. Một LSR Ru có thể nhận (hoặc phải nhận) một liên kết nhãn – FEC t ừ m ột LSR Rd, thậm chí khi Rd không phải là next hop của Ru (ho ặc không còn là next hop c ủa Ru) đối với FEC này. Ru sau đó phải chọn lựa xem liệu có tiếp tục lưu lại liên kết này hay không. N ếu Ru tiếp tục giữ liên kết này, sau đó nó có thể ngay l ập t ức s ử d ụng liên k ết này tr ở l ại nếu Rd trở lại thành next hop của nó đối với FEC này, tuy nhiên vi ệc này là ko bi ết
trước được. nếu Ru xóa liên kết này, sau đó khi Rd trở thành next hop, liên k ết này s ẽ buộc phải thiết lập lại. Nếu một LSR có hỗ trợ “Liberal Label Retention Mode”, nó sẽ bảo lưu các liên kết giữa 1 nhãn và 1 FEC nhận được từ LSRs không phải là next hop đối v ới FEC. N ếu một LSR hỗ trợ “Conservative Label Retention Mode”, nó sẽ hủy liên kết này. Liberal label retention mode cho phép khôi phục nhanh chóng khi vi ệc định tuyến thay đổi, nhưng conservative label retention mode lại giúp cho LSR lưu giữ ít nhãn hơn. The label Stack – chồng nhãn 3.9. Lúc trước, chúng ta nói rằng một packet labeled (gói tin được dán nhãn) ch ỉ mang theo duy nhất một nhãn. Tuy nhiên gói tin có thể mang theo nhiều nhãn và các nhãn này được sắp xếp theo một thứ tự nào đó (chẳng hạn như last-in first-out). Chúng ta g ọi đó là một chồng nhãn (label stack). Mặc dù vMPLS hỗ trợ phân tầng, nhưng quy trình của một gói tin luôn đ ược th ực thi dựa trên nhãn hiện đang ở tầng cao nhất (top label) mà không quan tâm đ ến kh ả năng là có một vài nhãn có thể từng đứng trước nó, hay các nhãn đang ở sau nó hi ện thời. Một gói tin chưa được dán nhãn có thể được coi như là m ột gói tin ch ứa ch ồng nhãn rỗng (chồng nhãn có bậc là 0) Nếu chồng nhãn có bậc là m, có nghĩa là nhãn dưới cùng trong ch ồng nhãn đ ược coi như nhãn tầng 1, nhãn tiếp theo trên nó là nhãn tầng 2, và nhãn trên cùng c ủa chồng nhãn là nhãn tầng m. Lợi ích của chồng nhãn sẽ rõ ràng hơn trong phần gi ới thi ệu v ề LSP Tunnel và MPLS Hiarachy.
The Next Hop Label Forwarding Entry (NHLFE) – mục chuyển tiếp nhãn 3.10. trạm kế NHLFE được sử dụng khi chuyển một gói tin đã được dán nhãn. Nó gồm các y ếu tố sau: Trạm tiếp của gói tin - Các hoạt động có thể có đối với chồng nhãn : - a) Thay thế nhãn trên cùng của chồng nhãn với một nhãn mới b) Pop the label stack – hủy chồng nhãn c) Thay thế nhãn trên cùng của chồng nhãn bằng m ột nhãn m ới, và sau đó đặt một hoặc nhiều nhãn mới vào chồng nhãn. Còn có thể kèm theo:
d) Đóng gói tầng data link khi vận chuyển gói tin e) Cách mã hóa chồng nhãn khi vận chuyển gói tin f) Các thông tin cần thiết khác Chú ý rằng tại một LSR cho trước, trạm tiếp theo của một gói tin (next hop) có thể là chính nó. Trong trường hợp này, LSR cần xóa nhãn trên cùng (pop the top level label), và sau đó “chuyển” gói tin cho chính nó. Sau đó nó có thể có quyết định việc chuyển tiếp tùy vào các thông tin còn lại sau. Đó có thể vẫn là một gói tin được dán nhãn, hoặc là một gói tin IP thường. 3.11. Incoming Label Map (ILM) ILM liên kết nhãn tới với tập các NHLFEs. Nó được s ử d ụng khi chuyển m ột gói tin đã được dán nhãn. Nếu ILM liên kết một nhãn tới một tập các NHLFEs chứa nhi ều trạm k ế, m ột trong số trạm kế sẽ được chọn. một ILM liên kết một nhãn v ới m ột t ập ch ứa nhi ều hơn một NHLFE có thể hữu dụng nếu nó có chức năng cân bằng tải qua nhi ều đ ường có giá trị bằng nhau. FEC-to-NHLFE Map (FTN) – Liên kết giữa FEC và NHLFE 3.12. FTN liên kết một FEC tới một tập các NHLFE. Nó được sử dụng khi gói tin lúc đến chưa được dán nhãn, và được dán nhãn trước khi truyền tiếp. Label Swapping – Hoán đổi nhãn 3.13. Hoán đổi nhãn được sử dụng như sau: Để chuyển một gói tin đã được dán nhãn, một LSR sẽ phân tích nhãn trên cùng c ủa chồng nhãn. Nó sử dụng ILM để liên kết nhãn này tới m ột NHLFE. Sử d ụng thông tin có trong NHLFE để quyết định chuyển gói tin đến đâu, và th ực hi ện nhi ệm v ụ đ ối v ới chồng nhãn của gói tin. Sau đó nó mã hóa (encode) chồng nhãn m ới vào gói tin và chuyển đi. Để chuyển một gói tin chưa được dán nhãn, một LSR sẽ phân tích header c ủa t ầng network, để xác định gói tin thuộc FEC nào. Sau đó nó sử d ụng FTN đ ể liên k ết t ới một NHLFE. Sử dụng các thông tin có trong NHLFE đ ể quyết đ ịnh chuy ển gói tin đi đâu, và thực hiện nhiệm vụ đối với chồng nhãn (xóa nhãn, dĩ nhiên là b ất h ợp pháp trong trường hợp này). sau đó nó mã hóa chồng nhãn vào gói tin và chuyển đi.
Cần chú ý rằng, khi label swapping được sử dụng, trạm tiếp sẽ luôn đ ược l ấy t ừ NHLFE; trong một vài trường hợp có thể khác với trạm ti ếp theo trong tr ường h ợp không sử dụng MPLS. Phạm vi và tính duy nhất của nhãn 3.14. Với một LSR Rd cho trước có thể liên kết nhãn L1 tới FEC F, và phân phối liên kết này cho LSR phân phối nhãn ngang hàng với nó Ru1. Rd cũng có th ể liên k ết L2 t ới FEC F, và phân phối tới Ru2. Liệu L1 có trùng với L2 hay không không đ ược quy ết định bởi kiến trúc; nó chỉ có giá trị cục bộ. LSR Rd liên kết L với FEC F1, và phân phối liên k ết này t ới Ru1. Rd đ ồng th ời cũng có thể liên kết L với FEC F2, và phân phối cho Ru2. Khi Rd nh ận đ ược m ột gói tin có nhãn trên cùng là L, nếu nó có thể xác định đ ược là nhãn này đ ược đ ặt vào b ởi Ru1 hay Ru2 thì lúc đó kiến trúc không đòi hỏi F1==F2. Trong trường h ợp này, ta có thể nói rằng Rd sử dụng một phạm vi nhãn “label space” khác cho nhãn phân ph ối t ới Ru1. Tóm lại, Rd có thể xác định Ru1 hay Ru2 đặt nhãn L lên trên cùng c ủa ch ồng nhãn nếu nó nắm được các điều kiện sau: Ru1 và Ru2 là những cặp liên kết nhãn ngang hàng duy nhất với Rd. - Ru1 và Ru2 là các kết nối trực tiếp tới Rd qua một giao tiếp điểm-điểm. - Khi các điều kiện này thỏa, một LSR có thể sử dụng nhãn theo không gian m ỗi giao tiếp một nhãn – per-interface label space. Khi không thỏa các đi ều kiện nãy, nhãn buộc phải có giá trị duy nhất trên LSR ấn định nó, và ta nói rằng LSR s ử d ụng không gian các giao tiếp chung nhãn “per-platform label space”. Nếu liên kết giữa một LSR Ru và LSR Rd là điểm – đi ểm, thì Rd có th ể phân ph ối tới Ru một liên kết L – FEC F1, và L – FEC F2, F1 != F2, n ếu và ch ỉ n ếu m ỗi liên k ết chỉ tồn tại đối với các gói tin Ru gởi cho Rd qua m ột giao ti ếp c ụ thể. V ới các tr ường hợp khác, Rd ko phân phối tới Ru các liên kết có cùng giá tr ị nhãn v ới 2 FEC khác nhau.
3.15. Label Switched Path (LSP), LSP Ingress, LSP Egress Một LSP bậc m đối với một gói tin P là m ột cuỗi các router v ới các đặc tính sau đây: R1, là LSP Ingress (LSP vào), là LSR đặt nhãn trên cùng c ủa ch ồng nhãn b ậc - m. Với 1
Nói cách khác, ta có thể phát biểu về LSP bậc m đối với gói tin P nh ư m ột - chuỗi các router: . Bắt đầu với một LSR đặt vào chồng nhãn nhãn bậc m (LSP vào) . Tất cả các LSRs trung gian thực hiện quyết định chuyển tiếp dựa vào nhãn bậc m . Kết thúc là LSP ra, khi việc chuyển tiếp được thực hi ện b ởi vi ệc chuyển ti ếp nhãn trên nhãn bậc m-k, với k>0, hoặc khi một quyết định chuyển ti ếp được thực hi ện một cách bình thường mà ko có sự can dự của MPLS. Khi một LSR đặt nhãn vào gói tin đã được dán nhãn, nó phải đảm b ảo nhãn m ới đúng với FEC của LSP vào ấn định từ trước. Ta gọi dãy các LSR là LSP cho m ột FEC F cụ thể nếu nó là một LSP bậc m cho một gói tin P khi nhãn bậc m c ủa P là nhãn tương ứng với FEC F. Một FEC F có thể có nhiều LSP ingress. Khi đó m ột LSP đ ối v ới FEC F có th ể b ắt đầu với một trong các nút này. nếu số LSP này có cùng chung m ột LSP ra, thì ta có th ể coi các LSP này như một cây với gốc là LSP ra. (Dữ li ệu truy ền theo cây đ ến g ốc, được gọi là cây đa điểm – điểm). Xóa nhãn (popping) đối với trạm gần cuối 3.16. Chú ý rằng dựa theo định nghĩa ở 3.15, nếu một LSP bậc m cho gói tin P, P có th ể được truyền từ R(n-1) tới Rn với chồng nhãn có độ sâu m-1. Nghĩa là, ch ồng nhãn có