Đồ án Tốt nghiệp: Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

LỜI CẢM ƠN

Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cám ơn đên quý thầy cô Trường CĐ

CNTT Hữu Nghị Việt – Hàn nói chung và các thầy cô bộ môn Tin học viễn thông nói

riêng. Nhưng người đã giảng dạy, truyền đạt kiến thức cho em trong suốt ba năm học

qua.

Đặc biệt em xin chân thành cám ơn cô Nguyễn Thị Huyền Trang, người đã trực

tiếp hướng dẫn và chỉ bảo tận tình cho em trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành

đồ án tốt nghiệp này.

Cuối cùng em xin gửi lời cám ơn tới gia đình đã hỗ trợ em không những về vật

chất mà còn là nguồn động viên rất lớn trong suốt quá trình học tập, cùng bạn bè giúp

đỡ em trong quá trình học tập cũng như thời gian hoàn thành đồ án này.

Một lần nữa em xin chân thành cám ơn!

Đà Nẵng, tháng 5 năm 2013

Sinh viên

Nguyễn Vũ Tài

i

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................i

MỤC LỤC ..................................................................................................................... ii

DANH MỤC HÌNH VẼ ................................................................................................. v

DANH MỤC BẢNG BIỂU ..........................................................................................vi

CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ................................................................................ vii

LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1

CHƯƠNG I: CÔNG NGHỆ MPLS VÀ CÁC ĐẶC TÍNH ........................................ 2

1.1 SỰ HÌNH THÀNH CÔNG NGHỆ MPLS ......................................................... 2

1.2 TỔNG QUAN CÁC ĐẶC TÍNH CỦA MẠNG MPLS ..................................... 3

1.2.1 Tính thông minh phân tán ............................................................................ 3

1.2.2 MPLS và mô hình tham chiếu OSI .............................................................. 4

1.3 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG MPLS ................................................. 4

1.3.1 Miền MPLS (MPLS domain) ...................................................................... 4

1.3.2 Lớp chuyển tiếp tương đương (FEC) ......................................................... 4

1.3.3 Nhãn và stack nhãn ...................................................................................... 5

1.3.4 Hoán đổi nhãn (Label Swapping) ............................................................... 6

1.3.5 Đường chuyển mạch nhãn LSP (Label Switched Path) ........................... 6

1.4 MÃ HÓA NHÃN VÀ CHẾ ĐỘ ĐÓNG GÓI NHÃN ........................................ 6

1.4.1 Mã hóa stack nhãn ......................................................................................... 6

1.4.2 Chế độ Frame ............................................................................................... 7

1.4.3 Chế độ cell ..................................................................................................... 8

1.5 CHỨC NĂNG MPLS ...................................................................................... 9

1.5.1 Kiến trúc một nút MPLS (LER và LSR) ................................................... 9

1.5.2 Mặt phẳng chuyển tiếp (mặt phẳng dữ liệu) ........................................... 10

1.5.2.1. Cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn LFIB .............................................. 10

1.5.2.2. Thuật toán chuyển tiếp nhãn ............................................................... 11

1.5.2.3. NHLFE (Next Hop Label Fơrwarding Entry) ..................................... 11

1.5.3 Mặt phẳng điều khiển ................................................................................ 12

1.6 CHUYỂN TIẾP MPLS .................................................................................... 12

1.6.1 Hoạt động trong mặt phẳng chuyển tiếp ................................................. 12

1.6.2 Gỡ nhãn ở hop áp cuối PHP (Penultimate Hop Popping) ...................... 13

ii

1.7 ƯU ĐIỂM VÀ ỨNG DỤNG CỦA MPLS ....................................................... 13

1.7.1 Đơn giản hóa chức năng chuyển tiếp ....................................................... 13

1.7.2 Kỹ thuật lưu lượng ..................................................................................... 14

1.7.3 Định tuyến QoS từ nguồn .......................................................................... 14

1.7.4 Mạng riêng ảo VPN ................................................................................... 14

1.7.5 Chuyển tiếp có phân cấp (Hiearchical Forwarding) .............................. 14

1.7.6 Khả năng mở rộng Scalability .................................................................. 15

CHƯƠNG II: GIAO THỨC PHÁT HIỆN VÀ SỮA LỖI TRONG CHUYỂN

MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC ............................................................................... 16

2.1 GIỚI THIỆU ..................................................................................................... 16

2.2 CÁC YÊU CẦU CỦA OAM - MPLS .............................................................. 16

2.2.1 Phát hiện và chẩn đoán các lỗi của mặt phẳng dữ liệu và điều khiển ... 16

2.2.2 Sự phát hiện ra lỗi trong một tuyến chuyển mạch nhãn (LSP). ............ 17

2.2.3 Các gói OAM lưu chuyển dữ liệu MPLS. ................................................ 18

2.2.4 Path Characterization. .............................................................................. 18

2.2.5 Sự đo đạc các SLA ..................................................................................... 18

2.2.6 OAM Interworking .................................................................................... 19

2.2.7 Các MIB ...................................................................................................... 19

2.2.8 Việc tính toán (accounting) ....................................................................... 19

2.3 GIAO THỨC PHÁT HIỆN VÀ SỮA LỖI. ................................................. 19

2.3.1 LSP connetivity (liên kết LSP) .................................................................. 19

2.3.1.1 Connectivity Verification (CV) thẩm tra tính liên kết ........................... 22

2.3.1.2 Dấu hiệu lỗi chuyển tiếp gói tin (Forward Deflect Indication – FDI)

............................................................................................................................. 22

2.3.1.3 Chỉ thị lỗi ngược (Backward Deflect Indication – BDI)....................... 23

2.3.2 Defect type codepoint................................................................................. 25

2.3.3 Tuỳ chọn cảnh báo router và nhãn cảnh báo router. ............................. 28

2.3.3.1 Tùy chọn cảnh báo router ...................................................................... 28

2.3.3.2 Nhãn cảnh báo router. ........................................................................... 29

2.3.4 Ping LSP MPLS. ........................................................................................ 31

2.3.4.1. Các chi tiết giao thức Ping LSP. ........................................................... 33

2.3.4.2. Điều hành Ping LSP. ............................................................................ 36

iii

2.3.4.3. Ping MPLS trong IOS Cisco ................................................................ 37

2.3.5 Dấu vết tuyến LSP MPLS ........................................................................... 38

2.3.6 VCCV .......................................................................................................... 39

2.3.7 IP Service Level Agreement ...................................................................... 40

2.3.8 Net flow Accounting. ................................................................................. 43

2.3.9 SNMP/MIBs ............................................................................................... 45

2.3.9.1 Context – Based Access for SNMP over MPLS VPN ........................... 48

2.3.9.2 Các MIB VPN MPLS. ............................................................................ 48

2.3.10 Syslog........................................................................................................... 49

2.3.11 Chuyển mạch bảo vệ (protection switching) ........................................... 51

2.3.12 Định tuyến lại nhanh (Fast rerouting) ..................................................... 53

2.3.13 MPLS và kĩ thuật lưu lượng ..................................................................... 54

KẾT LUẬN .................................................................................................................. 57

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ix

iv

DANH MỤC HÌNH VẼ

Số hiệu Tên hình Trang

1.1 Mô hình tham chiếu của MPLS trong OSI. 4

1.1. Lớp chuyển tiếp tương đương 5

1.2 Stack nhãn 5

1.3 Đường chuyển mạch nhãn LSP 6

1.4 Định dạng một entry trong stack nhãn 7

Shim header được chêm vào giữa header lớp 2 và lớp 3 1.5 7

Nhãn trong chế độ Cell ATM 1.6 8

Đóng gói (encapsulation) gói có nhãn trên link ATM 1.7 8

1.8 Cấu trúc của LER và transit LSR 9

NHLFE 1.9 10

Quá trình chuyển tiếp một gói đên next hop 1.10 11

1.11 Bên trong mặt phẳng chuyển tiếp MPLS 13

Gói OAM MPLS. 2.1 20

OAM Function Type Codepoints 2.2 21

Kiến trúc của tải trọng CV (CV payload) 2.3 22

FDI và kiến trúc tải trọng của BDI 2.4 23

2.5 Minh họa kết nối LSP. 24

Định nghĩa kiểu tùy chọn IP 2.6 28

Chỉ ra tùy chọn IP với các giá trị cho tùy chọn cảnh báo router IP. 2.7 29

LSP bị gãy trong mạng AtoM 2.8 32

Định dạng gói echo MPLS 2.9 33

IP SLA cho VPN MPLS 2.10 42

Các router CE IP SLA vô hình (shadow) 2.11 43

2.12 Netflow trong các mạng MPLS. 43

2.13 Tổng quan về giao thức SNMP 45

2.14 OID của MPLS Tunel State Transitions 47

2.15 Ví dụ về kĩ thuật lưu lượng 55

2.16 BGP phân phối nhãn qua nhiều Autonomous System. 55

v

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Tên bảng Trang Số hiệu

Các codepoint của kiểu lỗi trong các gói OAM FDI./BDI 2.1 25

2.2 Mode replyd 34

2.3 Các mã trở lại 35

2.4 Các TLV 36

2.5 Logging Priorities. 49

vi

CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

AS Automonuos System – Hệ thống tự trị

ATM Asynchronous Transfer Mode – Chế độ truyền dẫn bất đồng bộ

BGP Border Gateway Protocol – Giao thức cổng biên

CAC Connection Admission Cotrol – Chức năng điều khiển chấp nhận kết nối

CBR Constraint Based Routing – Định tuyến ràng buộc

CR-LDP Constraint Routing Label Distribution Protocol – Định tuyến ràng buộc

với giao thức phân phối nhãn.

CoS Class of Service – Lớp dịch vụ

CSPF Constraint Shortest Path First – Định tuyến ràng buộc với đường ngắn

nhất.

EGP Exterior Gateway Protocol – Giao thức cổng ngoài

Egress LSR Egress Label Switching Router – Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn lối

vào

ER Explicit Routing – Định tuyến tường minh

FEC Forwarding Equivalence Class – Lớp chuyển tiếp tương đương.

FR Frame Relay – Một giao thức truyền tin

FTN FEC to NHLFE

IETF Internet Engineering Task Force – Nhóm làm việc về các cơ cấu trên

Internet

IGP Interior Gateway Protocol – Giao thức cổng nội

Igress LSR Igress Label Switching Router – Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn lối ra

ILM Incoming Label Map – Bảng ánh xạ nhãn đến.

IP Internet Protocol – Giao thức Internet

ISP Internet Service Provider – Nhà cung cấp dịch vụ Internet

LDP Label Distribution Protocol – Giao thức phân phối nhãn.

LER Label Edge Router – Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn biên

LFIB Label Forwarding Information Base – Cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn

LSP Label Switching Path – Đường chuyển mạch nhãn

LSR Label Switching Router – Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn

NHLFE Next Hop Label Forwarding Switching Entry – Entry chuyển tiếp nhãn

vii

Hop tiếp theo.

MPLS Multi Protocol Label Switching – Chuyển mạch nhãn đa giao thức.

OSPF Open Shortest Path First – giao thức mở định tuyến theo đường ngắn

nhất

PHB Per Hop Behavior - Ứng xử theo từng chặng.

PHP Penuntimate Hop Popping – Gỡ nhãn ở hop áp chót

QoS Quality of Service – Chất lượng dịch vụ

RIP Routing Information Protocol – Giao thức thông tin định tuyến

RSPV Rersource Rersevation Protocol – Giao thức yêu cầu đặt trước các tài

nguyên

SE Shared Explicit – Chia sẻ tường minh

TE Traffic Engineering – Kĩ thuật lưu lượng

ToS Type of Service – Kiểu của dịch vụ

TTL Time To Live – Thời gian sống của gói tin

UDP User Datagram Protocol – Giao thức dữ liệu người dùng

VC Virtual Circuit – Mạch ảo

VCI Virtual Circuit Identifier – Nhận dạng kênh ảo

VP Virtual Path – Tuyến ảo

VPI Virtual Path Identifier – Nhận dạng tuyến ảo

VPN Virtual Private Network – Mạng riêng ảo

viii

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

LỜI MỞ ĐẦU

Xu hướng hội tụ các công nghệ mạng viễn thông và công nghệ thông tin tác

động nhiều đến sự phát triển của mạng viễn thông, đòi hỏi mạng viễn thông phải có

cấu trúc mở, linh hoạt, cung cấp nhiều loại dịch vụ khác nhau cho người sử dụng

cũng như nâng cao hiệu quả khai thác.

Internet đã phát triển rất nhanh và trở nên rất phổ biến trong thời gian qua. Hiện

nay nó đã trở thành phương tiện thông tin rất hiệu quả và tiện lợi phục vụ cho mục

đích giáo dục, thương mại, giải trí, thông tin giữa các cộng đồng. Khi mạng Internet

ngày càng phát triển nhu cầu về lưu lượng mạng cũng như chất lượng dịch vụ, tính

bảo mật, độ tin cậy ngày càng cao. Để đáp ứng được đòi hỏi này các nhà cung cấp

dịch vụ Internet cần phải quan tâm đến 3 vấn đề kĩ thuật sau: đó là kiến trúc mạng, khả

năng mở rộng mạng và kĩ thuật điều khiển lưu lượng.

Chuyển mạch nhãn đa giao thức (Multi Protocol Label Switching-MPLS) là

công nghệ xuất phát từ ý tưởng hợp nhất tốc độ chuyển mạch của ATM và tính năng

kiểm soát của mạng dựa trên IP. MPLS cung cấp một nền tảng công nghệ mới cho

quá trình tạo các mạng đa người dùng, đa dịch vụ với hiệu năng được cải tiến và đáp

ứng được yêu cầu về chất lượng dịch vụ. MPLS là một trong những công nghệ nền

tảng của mạng viễn thông thế hệ sau, nó cung cấp những ứng dụng quan trọng

trong xử lý chuyển tiếp gói bằng cách đơn giản hóa quá trình xử lý đồng thời tích hợp

với khả năng quản lý lưu lượng tạo ra môi trường đáp ứng cho yêu cầu của người sử

dụng.

Khi MPLS, với những ưu điểm của nó sẽ là một trong những giải pháp cho mạng

đường trục thế hệ mới, hiện nay xu thế phát triển của MPLS là mọi lưu lượng trên

MPLS (Any Traffic Over MPLS - ATOM) có khả năng đáp ứng bất kì loại dịch vụ

nào: thoại, video, Fax, data… Chính vì vậy đề tài Tìm hiểu các giao thức phát hiện và

sữa lỗi trong mạch chuyển nhãn đa giao thức làm đề tài khóa luận tốt nghiệp cung cấp

một một nền tảng mạng ổn định, có thể khai thác tối đa các lợi điểm của MPLS, nâng

cao chất lượng dịch vụ.

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

1

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

CHƯƠNG I:

CÔNG NGHỆ MPLS VÀ CÁC ĐẶC TÍNH

Mô hình TCP/IP là nền tảng của mạng truyền thông Internet ngày nay,. Với

TCP/IP cho phép hoạt động thông tin diễn ra trong bất kì một mạng nào trong

liên mạng phù hợp tốt như trong hoạt động truyền tin cả ở WAN và LAN. Mô hình

TCP/IP hướng đến tối đa độ linh hoạt tại lớp ứng dụng cho người phát triển phần

mềm, với mô hình này sẽ không cần quan tâm đến ứng dụngnào yêu cầu dịch vụ mạng

và không quan tâm đến giao thức vận chuyển nào đang được dùng, chỉ có một giao

thức mạng là IP. TCP/IP sử dụng kĩ thuật chuyển tiếp gói IP cho phép phục vụ như

một giao thức đa năng cho phép bất kì máy tính nào ở bất cứ đâu truyền dữ liệu vào

bất cứ thời điểm nào.

1.1 SỰ HÌNH THÀNH CÔNG NGHỆ MPLS

Định tuyến IP truyền thống có nhiều giới hạn, từ vấn đề khả năng mở rông cho

đến việc quản lý lưu lượng và tích hợp mạng lớp 2 đã tồn tại trong mạng của các nhà

cung cấp dịnh vụ lớn. đã họat động từ lâu. Nhưng với sự phát triển nahnh chóng của

mạng internet và hầu hết trong các môi trường đều chọn IP là giao thức lớp 3 thì

những nhược điểm của IP truyền thống ngày càng bộc lộ rõ, trong khi đó công nghệ

ATM có tốc độ truyền tin cao, đảm bảo thời jan thực và chất lượng dịch vụ theo yêu

cầu định trước. Hơn nữa các dịch vụ thông tin thế hệ sau được chia thành hai xu hướng

phát triển chính là: hoạt động kết nối định hướng và hoạt động không kết nối. Hai xu

hướng phát triển này dần tiệm cận và hội tụ nhau tiến tới ra đời công nghệ IP over

ATM. Sự kết hợp IP với ATM có thể là giải pháp kì vọng cho mạng viễn thông trong

tương lai.

Tuy nhiên, IP và ATM là hai công nghệ hoàn toàn khác nhau, được thiết kế cho

những môi trường mạng khác nhau về giao thức, cách đánh địa chỉ, định tuyến , báo

hiệu, phân bổ tài nguyên…khi các ISP càng mở rộng mạng theo hướng

IP/MLPS/ATM (IP over ATM), họ càng nhận rõ nhược điểm của mô hình này, đó là

sự phức tạp của mạng lưới do phải duy trì hoạt động của hai hệ thống thiết bị. Sự

bùng nổ của mạng Internet dẫn tới xu hướng hội tụ của mạng viễn thông khác như

mạng thoại, truyền hình dựa trên Internet, giao thức IP trở thành giao thức chủ đạo

trong lĩnh vực mạng.

Xu hướng của các ISP là thiết kế và sử dụng các router chuyên dụng, dung lượng

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

2

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

chuyên tải lớn, hỗ trợ các giải pháp tích hợp, chuyển mạch đa lớp cho mạng đường

trục Internet. Nhu cầu cấp thiết trong bối cảnh này là phải ra đời một công nghệ lai có

khả năng kết hợp các những đặc điểm tốt của chuyển mạch kênh ATM và chuyển

mạch gói IP. Công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS ra đời đã đáp ứng

được những nhu cầu của thị trường đúng theo tiêu chí páht triển của Internet đã mang

lại những lợi ích thiết thực, đánh giấu một bước phát triển mới của mạng Internet

trước xu thế tích hợp công nghệ thông tin và viễn thông. MPLS liên kết các ưu điểm

của định tuyến lớp 3 connectionless và chuyển mạch lớp 2 connection-oriented. MPLS

là một phương thức được cải tiến cho việc chuyển tiếp các gói tin trong bằng cách sử

dụng các nhãn được gán thêm vào trong các gói tin IP. Mục tiêu chính của MPLS

là tạo ra một cấu trúc mạng mềm dẻo để cung cấp cho đặc tính mở rộng và ổn định

mạng. Điều này bao gồm kĩ thuật điều khiển lưu lượng và khả năng hoạt động của

VPN và có liên quan đến chất lượng dịch vụ (QoS) và nhiều lớp dịch vụ (CoS).

1.2 TỔNG QUAN CÁC ĐẶC TÍNH CỦA MẠNG MPLS

1.2.1 Tính thông minh phân tán

Trong mạng chuyển mạch kênh, tính thông minh chủ yếu tập trung ở mạng lõi.

Tất cả những thiết bị thông minh nhất đều đặt trong mạng lõi như các tổng đài toll,

transit, MSC…Các thiết bị kém thông minh hơn thì đặt ở mạng biên, ví dụ như các

tổng đài nội hạt, truy nhập…

Trong mạng gói IP, tính thông minh phân tán gần như chia đều cho các thiết bị

trong mạng. Tất cả các router đều phải làm hai nhiệm vụ đó là định tuyến và chuyển

mạch. Đấy là ưu điểm nhưng cũng là nhược điểm của mạng IP. Quan điểm của

MPLS là tính thông minh càng đưa ra mạng biên thì mạng càng hoạt động tốt. Lý do

là những thành phần ở mạng lõi phải chịu tải rất cao. Thành phần mạng lõi nên có độ

thông minh thấp và năng lực chuyển tải cao. MPLS phân tách hai chức năng định

tuyến và chuyển mạch: các router ở biên thực hiện định tuyến và gắn nhãn cho

gói. Còn các router ở mạng lõi chỉ tập trung làm nhiệm vụ chuyển tiếp gói tin với tốc

độ cao dựa vào các nhãn. Tính thông minh được đẩy ra ngòai biên là một trong những

ưu điểm lớn nhất của MPLS.

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

3

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

1.2.2 MPLS và mô hình tham chiếu OSI

Hình 1.1: Mô hình tham chiếu của MPLS trong OSI.

MPLS được xem như là một công nghệ lớp đệm, nó nằm trên lớp 2 nhưng dưới

lớp 3, vì vậy đôi khi người ta còn gọi là lớp 2,5. Nguyên lý của MPLS là tất cả các gói

IP sẽ được gán nhãn và chuyển tiếp theo một đường chuyển mạch nhãn LSP (Label

Swiched Path). Các router trên đường dẫn chỉ căn cứ vào nội dun của nhãn để thực

hiện quyết định chuyển tiếp gói mà không cần phải kiểm tra Header IP

1.3 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG MPLS

1.3.1 Miền MPLS (MPLS domain)

Chuẩn RFC3031 mô tả miền MPLS là “một tập hợp các nút mạng thực hiện

hoạt động định tuyến và chuyển tiếp MPLS”. Một miền MPLS thường được quản lý

và điều khiển bởi một nhà quản trị.

Miền MPLS được chia thành 2 phần: phần mạng lõi và phần mạng biên. Các nút

thuộc miền MPLS được gọi là router chuyển mạch nhãn LSR (Label Switch Router).

Các nút ở phần mạng lõi được gọi là transit- LSR hay core-LSR, thường được

gọi tắt là LSR. Các nút ở biên được gọi là router biên nhãn LER (Label Edge Router).

Nếu một LER là nút đầu tiên trên đường đi của một gói xuyên qua miền MPLS

thì nó được gọi là LER lối vào, còn nếu là nút cuối cùng thì nó được gọi là LER lối ra.

1.3.2 Lớp chuyển tiếp tương đương (FEC)

Lớp chuyển tiếp tương đương FEC (Forwarding Equivalence Class) là một tập

hợp các gói được đối xử như nhau bởi một LSR, như vậy FEC là một nhóm các gói

IP được chuyển tiếp trên cùng một đường chủyển mạch nhẵn LSR cho dù chúng có

thể khác nhau về thông tin header lớp mạng. Hình dưới cho thấy cách xử lý này:

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

4

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

Hình 1.1. Lớp chuyển tiếp tương đương

1.3.3 Nhãn và stack nhãn

RFC 3031 định nghĩa nhãn là “một bộ phận nhận dạng có độ dài ngắn và cố định

mang ý nghĩa cục bộ dùng để nhận biết một FEC”. Nhãn được dán lên một gói để báo

cho LSR biết gói này cần đi đến đâu. Phần nội dung nhãn có độ dài 20bit không

cấu trúc, như vậy số giá trị nhãn có thể có là 2. Giá trị nhãn định nghĩa chỉ số để dùng

trong bảng chuyển tiếp.

Một gói lại có thể được “dán chồng” nhìều nhãn, các nhãn này chứa trong một

nơi gọi là stack nhãn. Stack nhãn là một tập hợp gồm một hoặc nhiều lối vào nhãn tổ

chức theo nguyên tác LIFO. Tại mỗi hop trong mạng chỉ xử lý nhãn hiện hành trên

đỉnh stack. Chính nhãn này sẽ được LSR sử dụng để chuyển tiếp gói tin.

Hình 1.2: Stack nhãn

Nếu gói tin chưa có nhãn thì stack nhãn là rỗng (độ sâu của stack nhãn bằng 0).

Nếu stack có chiều sâu là d thì mức 1 sẽ ở đáy stack (bit S trong entry nhãn đặt lên là

1) và mức d sẽ ở đỉnh của stack. Một entry nhãn có thể được cất vào (push) hoặc lấy

ra (pop) khỏi stack.

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

5

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

1.3.4 Hoán đổi nhãn (Label Swapping)

Hoán đổi nhãn là cách dùng các thủ tục để chuyển tiếp gói tin. Để chuyển tiếp

gói có nhãn, LSR kiểm tra nhãn trên đỉnh stack và dùng ánh xạ ILM (Incoming Label

Map) để ánh xạ nhãn này tới một entry chuyển tiếp nhãn NHLFE (Next Hop Label

Forwarding Entry). Sử dụng thông tin trong NHLFE, LSR xác định ra nơi để chuyển

tiếp gói tin và thực hiện một tác vụ trên stack nhãn. Rồi nó mã hóa stack nhãn mới

vào gói và chuyển gói đi.

Chuyển tiếp gói chưa có nhãn cũng tương tự nhưng xảy ra ở ingress-LER. LER

phải phân tích header lớp mạng để sác định FEC rồi sử dụng ánh xạ FTN (FEC to

NHLFE) để ánh xạ FEC vào một NHLFE.

1.3.5 Đường chuyển mạch nhãn LSP (Label Switched Path)

Đường chuyển mạch nhãn LSP là một đường nối giữa router ngõ vào và router

ngõ ra, được thiết lập bởi các nút MPLS để chuyển các gói đi xuyên qua mạng.

Đường dẫn của một LSP qua mạng được định nghĩa bởi sự chuyển đổi các giá trị

nhãn ở các LSR dọc theo LSP bằng cách dùng thủ tục hoán đổi nhãn. Khái niệm LSP

tương tự như khái niệm mạch ảo (VC) trong ATM.

Hình 1.3: Đường chuyển mạch nhãn LSP

1.4 MÃ HÓA NHÃN VÀ CHẾ ĐỘ ĐÓNG GÓI NHÃN

1.4.1 Mã hóa stack nhãn

Khi nhãn được gắn lên gói, bản thân giá trị nhãn là 20 bit sẽ được mã hóa cùng

với một thông tin cộng thêm để phụ trợ trong quá trình chuyển tiếp gói để hình thành

một entry nhãn. Hình minh họa một dịnh dạng một entry nhãn trong stack nhãn.

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

6

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

Hình 1.4: Định dạng một entry trong stack nhãn

Một chồng nhãn 32 bit bao gồm các trường sau:

Nhãn: là nhãn thực sự, có chiều dài là 20 bit. Do đó ta có thể tạo ra được 220

giá trị nhãn khác nhau.

Exp: trường Experimental có 3 bit, được dùng để định nghĩa lớp dịch vụ.

S: bit S là bit bottom-of-stack (dưới cùng của chồng nhãn). Một gói tin có thể

có nhiều nhãn, nếu nhãn thêm vào chồng nhãn là cuối cùng thì bit này được thiết lập

lên 1.

TTL: trường Time to live có 8 bit, trường này mang ý nghĩa giống như bên IP.

Tức là nó sẽ giảm đi 1 khi qua mỗi hop để ngăn chặn routing loop

1.4.2 Chế độ Frame

Các kĩ thuật lớp 2 như Ethernet, Token Ring, FDDI, PPP không có trường nào

phù hợp trong header của frame có thể mang nhãn. Vì vậy stack nhãn sẽ được chứa

trong header chêm (shim header). Shim header được chêm vào giữa header lớp liên

kết và header lớp mạng, như trong hình 11. Đỉnh stack nằm liền sau header lớp 2 và

đáy stack nằm liền trước header lớp mạng.

Hình 1.5 : Shim header được chêm vào giữa header lớp 2 và lớp 3

Router gửi frame phải có cách để báo cho router nhận biết rằng frame này có

chứa shim header, cách thức này khác nhau giữa các kĩ thuật lớp 2. Ethernet sử

dụng cặp giá trị ethertype 0x8847 và 0x8848 để chỉ thị frame đang mang gói MPLS

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

7

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

unicast và multicast tương ứng. PPP sử dụng NCP (Network Control Program) sửa

đổi gọi là MPLSCP (MPLS Control Protocol) và đánh dấu tất cả các gói có chứa

shim header bằng giá trị 0x8281 trong trường PPP protocol

1.4.3 Chế độ cell

Chế độ cell được dùng khi ta có một mạng gồm cá ATM-LSR (là các chuyển

mạch ATM có hỗ trợ MPLS), trong đó nó sử dụng các giao thức phân phối nhãn

MPLS để trao đổi thông tin VPI/VCI, trong VPI hoặc VCI của header cell ATM.

Hình 1.6 : Nhãn trong chế độ Cell ATM

Cell ATM gồm có 5 byte header và 48 byte payload. Để chuyển tải gói tin có

kích thước lớn hơn 48 byte từ lớp trên đưa xuống, ATM phải gói tin thành nhiều phần

nhỏ hơn, việc này gọi là phân đoạn (fragmentation) . Quá trình phân đoạn do lớp

AAL (ATM Adaptation Layer) đảm trách. Cụ thể AAL 5 PDU sẽ đựợc chia thành

nhiều đoạn

48byte, mỗi đoạn 48byte này được thêm header 5byte để tạo ra một cell ATM.

Hình 1.7 : Đóng gói (encapsulation) gói có nhãn trên link ATM

Khi đóng gói có nhãn MPLS trên ATM, toàn bộ stack nhãn được đặt trong AAL

5 PDU. Giá trị thực sự của nhãn đỉnh được đặt trong trường VPI/VCI, hoặc đặt

trong trường VCI nếu 2 ATM-LSR kết nối nhau qua một đường ảo ATM (VP). Entry

đỉnh stack nhãn phải chứa giá trị 0 (coi như entry giữ chỗ) và được bỏ qua khi nhận.

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

8

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

Lý do các nhãn phải chứa ở cả trong AAL5 PDU và header ATM là để mở rộng độ

sâu stack nhãn. Khi các cell ATM đi đến cuối LSP, nó sẽ được tái hợp lại. Nếu có

nhiều nhãn trong stack nhãn, AAL5 PDU sẽ bị phân đoạn lần nữa và nhãn hiện

hành trên đỉnh stack sẽ được đặt vào trường VPI/VCI.

1.5 CHỨC NĂNG MPLS

1.5.1 Kiến trúc một nút MPLS (LER và LSR)

Hình dưới minh họa mặt phẳng điều khiển và chuyển tiếp của LSR và LER. Mặt

phẳng điều khiển có chức năng định tuyến IP dùng để giao tiếp với các LSR, LER

khác họăc các router IP thông thường bằng các giao thức định tuyyến IP. Kết quả là

một cơ sở thông tin định tuyến RIB (Routing Information Base) được tạo lập gồm các

thông tin miêu tả các route khả thi để tìm các prefix địa chỉ IP. LER sẽ sử dụng các

thông tin này để xây dựng cơ sở thông tin chuyển tiếp FIB (Fơrwarding Information

Base) trong mặt phẳng chuyển tiếp.

Hình 1.8 : Cấu trúc của LER và transit LSR

Mặt phẳng điều khiển còn có chức năng báo hiệu MPLS dùng để giao tiếp với

các LSR khác bằng một giao thức phân phối nhãn. Kết quả là một cơ sở thông tin

nhãn LIB (Label Information Base) gồm các thông tin liên quan đến các gán kết

nhãn đã được thương lượng với các router MPLS khác. Thành phần báo hiệu MPLS

nhận thông tin từ chức năng định tuyến IP và LIB để xây dựng cơ sở thông tin

chuyển tiếp nhãn LFIB (Label Forwarding Information Base) trong mặt phẳng

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

9

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

chuyển tiếp. Một LER có thể chuyển tiếp các gói IP, gắn nhẵn vào gói (Label Push),

hoặc gỡ nhãn ra khỏi gói (Label pop) trong khi đó một transit – LSR chỉ có khả

năng chuyển tiếp gói có nhãn thêm hoặc bỏ bớt nhãn.

1.5.2 Mặt phẳng chuyển tiếp (mặt phẳng dữ liệu)

Mặt phẳng chuyển tiếp MPLS chịu trách nhiệm chuyển tiếp dữ liệu của người

dùng. Nó sử dụng LFIB để thực hiện chuyển tiếp các gói có gắn nhãn căn cứ vào giá

trị của nhãn nằm trên đỉnh stack nhãn.

1.5.2.1. Cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn LFIB

Trong mạng IP, quyết định chuyển tiếp gói được sác lập bằng cách thực hiện tra

cứu địa chỉ đích trong bảng FIB để sác định hop kế tiếp và giao diện ra. Trong mạng

MPLS mỗi LSR duy trì một bảng LFIB riêng rẽ và tách biệt với FIB. Bảng LFIB có

hai loại entry là ILM và FTN (FEC to NHLFE).

NHLFE (Next Hop Label Forwarding Entry) là subentry chứa các trường như

địa chỉ hop kế, các tác vụ stack nhãn, giao diện ra và thông tin header lớp 2, ILM ánh

xạ một nhãn đến một hoặc nhiều NHLFE. Nhãn trong gói đến sẽ dùng để chọn ra một

entry ILM cụ thể nhằm sác định NHLFE. Còn FTN ánh xạ mỗi FEC vào một hoặc

nhiều NHLFE. Nhờ các entry FTN, gói chưa có nhãn được chuyển thành gói có nhãn

FTN, ILM và NHLFE

Hình 1.9 : NHLFE

Như vậy khi một gói không nhãn thuộc một FEC đi vào miền MPLS, ingress-

LER sẽ sử dụng một entry LFIB loại FTN để chuyển gói không nhãn thành gói có

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

10

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

nhãn. Sau đó tại các transit-LSR sử dụng một entry LFIB loại ILM để hoán đổi nhãn

vào bằng nhãn ra. Cuối cùng, tại egress-LER sử dụng một entry LFIB loại ILM để gỡ

bỏ nhãn đến và chuyển tiếp gói không có nhãn đến router kế tiếp

1.5.2.2. Thuật toán chuyển tiếp nhãn

Các nút MPLS sử dụng giá trị nhãn trong các gói đến là chỉ mục để tra bảng

LFIB. Khi tìm thấy entry tương ứng với nhãn đến, nút MPLS thay thế nhãn trong gói

bằng nhãn ra và gởi gói đi qua giao diện ra để đến hop kế được đặc tả trong subentry

NHLFE. Nếu subentry có chỉ định hàng đợi ra, nút MPLS sẽ đặt gói trên hàng đợi

đã chỉ định. Trường hợp nút MPLS duy trì một LFIB riêng cho mỗi giao diện nõ sẽ

dùng LFIB của giao diện mà gói đến để tra cứu chuyển tiếp gói tin.

Hình 1.10 : Quá trình chuyển tiếp một gói đên next hop

Nút MPLS có thể lấy định vị được các thông tin chuyển tiếp cần thiết trong

LFIB chỉ trong một lần truy xuất bộ nhớ, tốc độ thực thi rất cao nhờ các chip ASIC.

1.5.2.3. NHLFE (Next Hop Label Fơrwarding Entry)

NHLFE là lối vào phụ của ILM hoặc FTN, nó chứa các thông tin sau:

- Hop kế của gói

- Tác vụ sẽ được tiến hành trên stack nhãn của gói như sau:

- Swap : thay nhãn ở đỉnh stack nhãn bằng một nhãn mới được chỉ định

- Pop : bóc một nhãn ra khỏi stack.

- Pusch: chồng thêm một nhãn vào trong stack nhãn.

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

11

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

Một ví dụ NHLFE cũng có thể chứa những thông tin sau:

- Đóng gói lớp datalink để sủ dụng khi truyền gói

- Cách thức mã hóa stack nhãn khi truyền gói

- Bất kì các thông tin khác cần thiết để xử lý gói một cách chính xác.

1.5.3 Mặt phẳng điều khiển

Nhiệm vụ của các giao thức trong mặt phẳng điều khiển là phân phối cac thông

tin cần thiết cho mỗi LER và LSR để cấu hình bảng FIB và LFIB. Một giao thức định

tuyến sử dụng bảng thông tin định tuyến RIB hoạt động kết hợp với một giao thức

báo hiệu MPLS sử dụng bảng thông tin nhãn LIB để phân phối các nhãn. Việc

phân tách mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng chuyển tiếp cho phép cài đặt một giao

thức điều khiển MPLS trên một ATM switch.

Có vấn đề đặt ra là : Tại sao MPLS cần giao thức báo hiệu, trong khi router IP cổ

điển chỉ cần định tuyến IP. Một lý do quan trọng phải dùng giao thức báo hiệu MPLS

kêt hợp với một giao thức định tuyến xuất phát từ sự cần thiết phải thực hiện định

tuyến ràng buộc của đường chuyển mạch nhãn MPLS.

1.6 CHUYỂN TIẾP MPLS

1.6.1 Hoạt động trong mặt phẳng chuyển tiếp

FEC là một tập con các gói căn cứ theo một số thông tin trong header IP được

dùng bởi FIB. Một FEC được dùng thường dựa theo luật “longest prefix match”

trên địa chỉ IP đích. Ví dụ: các địa chỉ IP so trùng 16bit đầu có dạng “a.b.*.*”

đựoc biểu diễn là a.b/16” cho entry FEC đầu tiên trong bảng FIB. FEC còn có thể căn

cứ bổ sung theo các trường khác trong header IP như ToS hay Diffserv, FIB sử dụng

FEC để xác định ra giao tiếp đi đến hop kế cho các gói tin IP, cách thực hiện giống

các router cổ điển.

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

12

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

Hình 1.11: Bên trong mặt phẳng chuyển tiếp MPLS

Với các ví dụ về hoạt động LFIB ở hình trên, phần ILM của LFIB thao tác trên

một gói có nhãn và ánh xạ một nhãn vào tới một tập các entry NHLFE. ILM

được thể hiện trong hình bởi các cột IN-IF và IN-LBL, nhưng cũng có thể là một

bảng riêng rẽ cho một giao tiếp. FTN (FEC to NHLFE) của FIB ánh xạ một FEC tới

một tập hợp gồm môt hoặc nhiều NHLFE. Như ví dụ trong hình, nhãn A được đẩy lên

các gói IP thưộc FEC “d.e/16”. Lưu ý ILM hoặc FTN có thể ánh xạ tới nhiều NHLFE,

chẳng hạn để dùng trong cân bằng tải.

1.6.2 Gỡ nhãn ở hop áp cuối PHP (Penultimate Hop Popping)

Một tối ưu hóa quan trọng mà MPLS hỗ trợ là tránh việc tra cứu nhãn (label

lookup) phải xứ lý o ử egress-LER trong trường hợp một gói đi trên một LSP mà

yêu cầu tra cứu IP (IP lookup) tiếp ngay sau đó. Trong hình 2.11 một gói đến có nhãn

A được gỡ nhãn và chuyển sang FIB để tra cứu tiếp trên header IP. Để tránh việc xử

lý phát sinh thêm này, MPLS định nghĩa một tiến trình gọi là gỡ nhãn ở hop áp cuối

PHP, trong đó router áp cuối trên LSP sẽ gỡ nhãn thay vì egress-LER phải làm việc

này. Nhờ vậy cắt giảm được việc xử lý ở router cuối cùng trên LSP.

1.7 ƯU ĐIỂM VÀ ỨNG DỤNG CỦA MPLS

1.7.1 Đơn giản hóa chức năng chuyển tiếp

MPLS sử dụng cơ chế chuyển tiếp căn cứ vào nhãn có độ dài cố định nên quyết

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

13

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

định chuyển tiếp có thể sác định ngay chỉ với một lần tra cứu chỉ mục trong LFIB. Cơ

chế này đơn giản và nhanh hơn nhiều so với giải thuật “longest prefix match”

dùng trong chuyển tiếp gói datagram thông thường.

1.7.2 Kỹ thuật lưu lượng

Ưu điểm lớn nhất của MPLS là khả năng thực hiện kỹ thuật lưu lượng (TE-

Traffic Engineering), nó đảm bảo lưu lượng được định tuyến đi qua một mạng theo

một cách thức tin cậy và hiệu quả nhất. Kỹ thuật lưu lượng cho phép các ISP định

tuyến lưu lượng theo cách họ có thể cung cấp dịch vụ tốt nhất cho khách hàng ở khía

cạnh thông lượng và độ trễ. MPLS – TE cho phép lưu lượng được phân bố hợp lý

qua toàn bộ hạ tầng mạng. Tối ưu hóa hiệu suất sử dụng mạng.

1.7.3 Định tuyến QoS từ nguồn

Định tuyến QoS từ nguồn là một cơ chế trong đó các LSR được xác định trước ở

nút nguồn (LSR lối vào) dựa vào một thông tin về độ khả dụng tài nguyên trong mạng

cũng như yêu cầu QoS của luồng lưu lượng. Nói cách khác, nó là một giao thức định

tuyến có mở rộng chỉ tiêu chọn dường để bao gồm các tham số như băng thông

khả dụng, việc sử dụng link và đường dẫn end to end, độ chiếm dụng tài nguyên của

nút, độ trễ và biến động trễ.

1.7.4 Mạng riêng ảo VPN

VPN là cho phép khách hàng thiết lập mạng riêng giống như thuê kênh riêng

nhưng với chi phí thấp hơn bằng cách sử dụng mạng hạ tầng công cộng dùng chung.

Kiến trúc MPLS đáp ứng tất cả các yêu cầu cần thiết để hỗ trợ VPN bằng cách thiết

lập các đường hầm LSP sử dụng định tuyến tường minh. Do đó, MPLS sử dụng các

đường hầm LSP cho phép nhà khai thác cung cấp dịch vụ VPN théo cách tích hợp trên

cùng hạ tầng mà họ cung cấp dịch vụ Internet. Hơn nữa, cơ chế xếp chồng nhãn cho

phép cấu hình nhiều VPN lồng nhau trên cùng hạ tầng mạng.

1.7.5 Chuyển tiếp có phân cấp (Hiearchical Forwarding)

Thay đổi đáng kể nhất được MPLS đưa ra không phải ở kiến trúc định tuyến mà

là kiến trúc chuyển tiếp. Sự cải tiến trong kiến trúc chuyển tiếp có tác động đáng kể

đến khả năng cung cấp chuyển tiếp phân cấp. Chuyển tiếp phân cấp cho phép lông một

LSP vào trong một LSP khác (xếp chồng nhãn hay còn gọi là điều khiển gói đa cấp).

Thực ra chuyển tiếp phân cấp không phải là kĩ thuật mới; ATM đã cung cấp cơ chế

chuyển tiếp 2 mức với khái niệm đường ảo (VP) và kênh ảo (VC). Tuy nhiên MPLS

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

14

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

cho phép các LSP được lồng nhau một cách tùy ý, cung cấp điều khiển gói đa cấp

cho việc chuyển tiếp.

1.7.6 Khả năng mở rộng Scalability

Chuyển mạch nhãn cung cấp một sự tách biệt tòan diện hơn giữa định tuyến liên

miền (inter domain) và định tuyến nội miền (intra domain) điều này cải thiện đáng kể

khả năng mở rộng của các tiến trình định tuyến. Hơn nữa khả năng mở rông của

MPLS còn nhờ vào FEC (thu gom luồng) và xếp chồng nhãn để hợp nhất (merging)

hoặc lồng nhau (nesting) các LSP. Ngoài ra nhiều LSP liên kết với các FEC khác

nhau có thể được trộn vào cùng một LSP. Sử dụng các LSP lồnhg nhau cũng cải thiện

khả năng mở rộng của MPLS.

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

15

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

CHƯƠNG II:

GIAO THỨC PHÁT HIỆN VÀ SỮA LỖI TRONG CHUYỂN

MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC

2.1 GIỚI THIỆU

Chúng ta có thể sử dụng vận hành và bảo dưỡng MPLS (MPLS Operation and

Maintenance – OAM) để phát hiện các lỗi vận hành, cho việc tính toán và đo đạc

hiệu suất trong mạng MPLS. Các vấn đề trên mặt phẳng điều khiển có thể được báo

cáo bởi các bẫy (traps) hoặc thấy được bởi sự lựa chọn (polling) cơ sở thông tin quản

trị (Management Information Base – MIB). Điều này có thể đáp ứng nhu cầu cho các

mạng IP, nhưng là khó khăn hơn để phát hiện các vấn đề ở trong mằt phẳng dữ liệu

khi mạng chạy MPLS. OAM MPLS là một tập hợp các giao thức được dùng để phát

hiện các vấn đề trong mạng MPLS một cách dễ dàng, nhanh chóng hơn và giữ lại dấu

vết (keeps track) của kết quả đo đạc là quan trọng trong các mạng mà có những thỏa

thuận (aggreements) ở mức dịch vụ (SLAs) với các khách hàng hoặc các công ty

khác. Mục tiêu của OAM MPLS là để phát hiện, báo cáo, và vá lại vấn đề trước

khi một người dùng gọi nó lên (user calls it in).

2.2 CÁC YÊU CẦU CỦA OAM - MPLS

Các yêu cầu của OAM MPLS được liệt kê dưới đây:

- Phát hiện và chẩn đoán (diagnosis) các lỗi của mặt phẳng điều khiển cũng như

mặt phẳng dữ liệu.

- Phát hiện lỗi trong một đường chuyển mạch nhãn (LSP).

- Các gói OAM di chuyển trên cùng một tuyến như là lưu lượng dữ liệu MPLS.

- Mô tả đặc điểm của tuyến (path characterization).

- Đo đạc các SLA.

- Sự ảnh hưởng lẫn nhau của OAM.

- Các MIB.

- Tính toán.

2.2.1 Phát hiện và chẩn đoán các lỗi của mặt phẳng dữ liệu và điều khiển

Các vấn đề thông thường trong các mạng MPLS là việc nhận các gói tại một

router chuyển mạch nhãn (label switching router – LSR) với một đỉnh nhãn đặc

trưng cho nơi mà LSR không có thông tin chuyển tiếp hoặc thông tin chuyển tiếp

không chính xác.Vấn đề này có thể được phát hiện bởi thông tin điều khiển mà giao

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

16

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

thức phân bố nhãn (Label Distribution Protocol-LDP), giao thức Reser Vation tài

nguyên (RSVP), giao thức định tuyến IP, bảng định tuyến, cơ sở thông tin nhãn

(LIB), và cở sở thông tin chuyển tiếp nhãn (LFIB) cung cấp.

Tuy nhiên, vấn đề chỉ trở nên rõ ràng nếu lưu lượng thực tế là đang lưu chuyển

và bị lỗi tại LSR nào đó. Tinh vi hơn và khó khăn để phát hiện là một LSR nào đó, nơi

mà thông tin mặt phẳng điều khiển là chính xác nhưng thông tin mặt phẳng dữ liệu lại

bị lỗi. Phần mềm mặt phẳng điều khiển có thể cho phép sửa lại cho đúng, với các

vấn đề mà không được phát hiện ra bởi các câu lệnh SHOW trên router, trong khi mạt

phẳng dữ liệu làm rơi (drops) hoặc ngược đãi (mistreats) các gói, nơi mà kết quả có

thể trong một lỗi chuyển tiếp.

2.2.2 Sự phát hiện ra lỗi trong một tuyến chuyển mạch nhãn (LSP).

Một vấn đề thông thường là lỗi hoặc một quảng bá nhãn giữa hai LSR. Ví dụ,

LDP hàng xóm ngang hàng có thể bị down giữa hai LSR, nơi gây ra cho các gói bị

rớt hoặc chuyển tiếp đi không có nhãn. Nếu MPLS vận chuyển lưu lượng lớp 2 mà

trở nên không có nhãn trên một router nhà cung cấp, nó sẽ bị rớt. Tương tự, nêu lưu

lượng Ipv4 trở nên không có nhãn, nó có thể bị chuyển tiếp đi đến bảng định tuyến

toàn cầu. Nếu không tồn tại tuyến nào cho địa chỉ IP đích, gói sẽ bị bỏ đi. Nếu một

entry định tuyến tồn tại, gói được chuyển tiếp đi. Trong trường hợp này, hai vấn đề

có thể xảy ra là: gói có thể được chuyển tiếp tới đúng đích, hoặc nó có thể được

chuyển đi đến đích không đúng.

Một vấn đề thông thường khác có thể thấy trong các mạng MPLS là các vấn đề

về MTU. Bởi vì chồng nhãn được thêm vào, kích thước của gói sẽ giảm đi n lần trong

4 bytes với n là số nhãn trong chồng nhãn. Nếu từ điều khiển xuất hiện giữa stack

nhãn và tải trọng MPLS, 4 bytes khác được thêm vào. Điều này có thể gây nên vấn

đề về MTU trên một router nào đó, bởi vì chúng không hỗ trợ kích thước lớn hơn của

MTU hoặc bởi vì lỗi trong cấu hình. Trong trường hợp khác, miễn là các gói nhỏ hơn

được chuyển đi, sẽ không phát hiện được vấn đề xảy ra. Vấn đề chỉ được phát hiện

lần đầu khi các gói lớn hơn đựơc phát đi.

Trong các mạng mà có nhiều tuyến có cost là như nhau (Equal Cost Multi Paths-

ECMP), một vài vấn đề không ai để ý có thể đến một tuyến của các tuyến ECMP

không được sử dụng. Tuy nhiên, ngay lập tức lưu lượng lưu chuyển ngang qua một

tuyến bị lỗi. Sẽ là tốt nhất nếu phát hiện các vấn đề trước khi một khách hàng

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

17

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

thông báo về chúng. OAM MPLS được phát triển với ý định này.

2.2.3 Các gói OAM lưu chuyển dữ liệu MPLS.

Đó là điều quan trọng vì các gói OAM di chuyển trên cùng một tuyến như là dữ

liệu người dùng để phát hiện các lỗi trong mặt phẳng dữ liệu của LSR. Bởi vậy, lưu

lượng OAM MPLS là lưu lượng giao thức đơn vị dữ liệu người dùng (User Datagram

Protocol – UDP) và không phải là một kiểu dữ liệu mà các router có thể đối xử khác.

Để lấy ví dụ, lưu lượng giao thức thông điệp điều khiển internet (Internet Control

Message Protocol – ICMP) sẽ được chuyển đi theo một cách khác trên các router

so với lưu lượng TCP hay UDP thông thường. Một vài phần cứng chuyển tiếp gói

phụ thuộc vào kiểu của lưu lượng.

2.2.4 Path Characterization.

Lưu lượng OAM có thể chỉ ra các đặc trưng tuyến của lưu lượng MPLS. Các đặc

trưng này có thể bao gồm các vấn đề sau:

- Xử lý chất lượng của dịch vụ (Quality of Service – QoS).

- Xử lý thời gian sống của gói (Time To Live – TTL)

- Sự âm ỷ (latency)

- Hiệu ứng jitter

- Trạng thái ECMP (ECMP behavior)

- Đơn vị phát tối đa (Maximum transmission unit – MTU) dọc theo tuyến.

- Mất gói.

Điều này là quan trọng khi nhìn vào sự xử lý lưu lượng dọc theo một LSP hoặc

lưu lượng thuộc về một lớp chuyển tiếp tương đương (Forwarding Equivalence Class

– FEC) mà bạn đo đạc các đặc tính chính xác. Để lấy ví dụ, lưu lượng tiếng nói có

một sự âm ỷ nhỏ (latency) và giá trị jitter dọc theo tuyến, nhưng trái lại, thông số này

là không quan trọng trong lưu lượng dữ liệu Internet. Một công cụ tuyệt vời để đăc

trưng hóa tuyến dữ liệu là SLA IP, sẽ đựợc thảo luận sau đây.

2.2.5 Sự đo đạc các SLA

Nếu các SLA áp dụng cho mạng MPLS, các đặc trưng của các LSP sẽ phủ hợp

(correspond) với các SLA tiền định nghĩa (predefined). Ví dụ, OAM MPLS sẽ cung

cấp các kĩ thuật để đo đạc các đặc trưng của các LSP. Cho các SLA, latency, jitter,

round trip time (RTT), và mất gói là các đặc trưng quan trọng để đo đạc cho mỗi LSP.

Bạn có thể thấy trong thông tin MIB để thu đựợc điều này, hoặc có thể tiến hành đo

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

18

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

đạc nó bằng cách gửi đi các thăm dò vào trong các LSP. SLA IP có thể gửi đi các gói

thăm dò (probes) để đo đạc hiệu suất của mạng đặc biệt hoặc gửi đi theo các khoảng

thường xuyên (regular).

2.2.6 OAM Interworking

Khi bạn chuyển phát các frames lớp 2 qua đám mây MPLS (AtoM), mỗi router

biên của nhà cung cấp biên (PE) có các mạch gắn thêm vào (AC). Các AC này có thể

có các giao thức lớp 2 với các thông điệp OAM của chúng và các gói lỗi. OAM MPLS

phải hỗ trợ việc chuyển sang hoặc ánh xạ của giao thức lớp 2, nơi sinh ra các

thông điệp OAM (hoặc một tập hợp con tối thiểu của chúng) vào trong các thông điệp

OAM MPLS được định nghiã mới. Trong cách ngược lại, các trạng thái lỗi đặc trưng

MPLS mà áp dụng pseudowires phải được ánh xạ đến nơi sinh ra các thông điệp

OAM của các giao thức AC trên các router PE.

2.2.7 Các MIB

Việc quản trị luôn luôn đóng một vai trò hết sức quan trọng trong networking.

Điều này là không khác cho các mạng MPLS. Quản trị và các MIB đóng một vai

trò quan trọng trong việc ghi lại dấu vết trạng thái của một mạng và cung cấp một

cảch báosớm khi có một vài sự kiện không đúng xảy ra. Các MIB đặc trưng cho

MPLS đã và đang được phát triển.

2.2.8 Việc tính toán (accounting)

Việc tính toán là quan trọng cho các công việc đo đạc mạng và các mục đích

tính cước (billing purposes). Lưu lượng (netflow) mạng có thể cung cấp việc tính toán

trong IOS Cisco. Netflow tạo ra cho MPLS aware để tính toán lưu lượng đã được

đóng gói trên LSP và (and even finer than that) bởi vì nhiều nhãn trong stack nhãn có

thể để lại dấu vết. Netflow sẽ được giải thích sau.

2.3 GIAO THỨC PHÁT HIỆN VÀ SỮA LỖI.

2.3.1 LSP connetivity (liên kết LSP)

Các công cụ OAM của mặt phẳng người dùng yêu cầu sác minh rằng các LSP

được kết nối chính xác, và vì vậy có năng lực để phân phối dữ liệu khách hàng đến

đích theo yêu cầu, có giá trị và bảo đảm chất lượng của dịch vụ QoS (Quality of

Service), đem lại trong các SLA (Service Level Agreements).

Một số các yêu cầu mà chúng phải được hỗ trợ bởi các chức năng OAM MPLS

là:

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

19

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

- Cả hai, theo yêu cầu và sự sắc minh kết nối liên tục của LSP để chắc chắn

rằng các sai sót không tồn tại trên các LSP đến đích.

- Một sai sót xuất hiện trong một tầng đã cho không nên gây ra các báo động

nhiều lần (to be raised simultaneously), hoặc là gây nên các hành động thiếu chính

xác không cần thiết được thực hiện trong các tầng client. Tầng client là tầng ở trên hệ

thống cấp bậc nhãn (label hierarchy) sử dùng tầng hiện hành như là một tầng server.

- Khả năng để đo đạc tính sẵn sàng và sự thực hiện (hay kết quả) chất lượng

dịch vụ (QoS) của một LSP.

- Các lỗi tối thiểu sau đây của mặt phẳng người dùng MPLS phải được phát

hiện :

+ Mất kết nối của LSP đến một tầng server bị mất hoặc một sự mất kết nối bên

trong tầng MPLS.

+ Swapped LSP trails.

+ Sự tái tạo lại LSP không được định trước của một lưu lượng của LSP vào

lưu lượng của một LSP khác.

+ Sự tái tạo lại bản thân nó không định trước (unintended self-replication) 16

giá trị của 20 bít của trường Label được dự trữ trong tiêu đề của nhãn cho các chức

năng đặc biệt, nhưng không phải tất cả đều được chỉ rõ. Một trong các chức năng này

được đưa ra là nhãn cảnh báo OAM (OAM Alert Label) và được mang đến giá trị số

của 14.

Layer 2 Header Label Header OAM Payload (44 octets →)

Hình 2.1 : Gói OAM MPLS.

Có các loại tải trọng khác nhau phụ thuộc vào chức năng của OAM chứa trong

các gói, nhưng vẫn có một cấu trúc chung cho các kiểu tải trọng. Từ lúc bắt đầu, một

gói có một trường kiểu chức năng OAM để chỉ rõ loại chức năng nào của tải trọng .

Trong mỗi một gói cũng chỉ rõ dữ liệu loại chức năng của OAM và ở cuối của mỗi

gói chứa một bit (Bit Interleaved Parity – BIP16) kĩ thuật phát hiện lỗi. Số dư BIP16

được tính toán qua tất cả các trường của tải trọng OAM bao gồm cả kiểu chức năng

OAM và các vị trí BIP16 mà nó được đặt trước tới giá trị zero. Tải trọng phải có độ

dài tối thiểu là 44 octet bởi vì sẽ trở nên dễ dàng trong quá trình xử lý cũng như để hỗ

trợ yêu cầu gói có kích thước nhỏ nhất trên các công ngệ lớp 2. Điều này đạt được

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

20

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

bằng cách đệm các trường dữ liệu kiểu OAM chỉ định rõ với tất cả các bít là 0 khi cần

thiết.

Các gói OAM được làm cho trở nên khác nhau từ lưu lượng mặt phẳng người

dùng thông thường bằng việc giảm một đi trong độ sâu của chồng nhãn tại một

mức LSP đã cho tại vị trí mà chúng được chèn vào. Để chắc chắn rằng các gói OAM

có một Per Hop Behavior (PHB), phải chắc chắn rằng sác suất mất gói là thấp nhất, ta

mã hóa trường EXP theo một cách chắc chắn. Trường EXP nên được đặt tất cả là 0

trong tiêu đề OAM Alert Labeled và dù thể nào thì sác suất mất gói thấp nhất PHB là

ở trước tiêu đề chuyển tiếp mặt phẳng người dùng thông thường cho các LSP này.

Trường TTL nên được đặt hoàn toàn là 1 trong tiêu đề OAM Alert Labeled. Một

lí do cho điều này là các gói OAM đó sẽ không bao giờ di chuyển vượt xa hơn. Điều

này là có thể bởi vì các tiêu đề không được xem xét bởi các LSR tráo đổi nhãn trung

gian, và chỉ được quan sát tại các điểm chìm LSP .

Vào tháng 5 năm 2002, được đề ngị 6 kiểu khác nhau của các chức năng OAM và

được chỉ ra trên hình 2.2 và xa hơn trong các giới thiệu là có sự hỗ trợ cho các LSP

đa điểm đến điểm, các LSP đơn hopbvà lấy nhãn ra ở hop áp chót.

Hình 2.2: OAM Function Type Codepoints

Ta có thể chắc chắn rằng các gói CV OAM được phát ra trên tất cả các LSP theo

thứ tự để phát hiện ra tất cả các sai sót và cung cấp khả năng bảo vệ để chống lại sự rò

ri lưu lượng ở cả trong và ngòai các LSP. Nó cũng được giới thiệu các gói FDI OAM

được sử dụng để chặn các báo động một cách ồ ạt. Các gói BDI là một công cụ hữu

ích cho việc định lượng đơn điểm cuối (single-ended) của tất cả các hướng và trong

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

21

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

cả một số trường hợp chuyển mạch bảo vệ. Tuy nhiên, chỉ các giới thiệu

(recommendations) và các nhà quản trị (điều hành mạng- operators) mới có thể chọn

để sử dụng một vài hoặc tất cả các gói OAM khi họ cảm thấy đó là hợp lý.

2.3.1.1 Connectivity Verification (CV) thẩm tra tính liên kết

Chức năng xác minh tính kết nối (CV) được sử dụng để phát hiện và chẩn đoán

tất cả các loại lỗi kết nối của LSP có nguồn gốc dưới đây hoặc bên trong các mạng

lớp MPLS. Dòng CV được phát ra tại các ingress LSR của LSP với một tần số quy

định của một gói trên một giây và phát tới các egress LSR của LSP. Các gói CV

OAM là trong suốt đối với các transit LSR, có nghiã là các gói là không bị nhận thấy

bởi các LSR này. Gói CV bao gồm đối tượng nhận dạng mạng duy nhất Trail

Termination Source Identifier – TTSI và đối tượng nhận dạng này được sử dụng để

phát hiện tất cả các kiểu lỗi đã được giải thích trong chương 0. Điều này đạt được

bằng việc egress LSR kiểm tra các gói CV đến trên LSP. Một LSP đi vào một

trạng thái lỗi khi mà một trong các lỗi được miêu tả trong hình 2.2 .

Kiến trúc của LSP TTSI được định nghiã bằng cách sử dụng một địa chỉ 16 octet

LSR ID Ipv6 theo sau bởi một ID LSP Tunel dài 4 octet. ID LSP Tunel này được xây

dựng lên bởi Local LSP_ID cho các đường hầm CR-LDP hoặc ID đường hầm

(Tunel ID) cho các đường hầm RSVP. Nó cũng có thể được cấu hình bằng tay. 16 bit

đâu tiên (2 octets) là các bit quan trọng nhất của ID LSP Tunel được độn vào với tất

cả các bit là 0 để cho phép tăng một số đặc tính trong trường ID Tunel. Để cho LSR

không hỗ trợ việc đánh địa chỉ Ipv6, một địa chỉ Ipv4 có thể được sử dụng cho ID

LSR sử dụng định dạng được miêu ta trong, kiến trúc việc đánh địa chỉ IP phiên bản 6:

Function Reserved LSP TTSI Padding BIP16 Type

1 octet 3 octets 20 octets 18 octets 2 octets

Hình 2.3 : Kiến trúc của tải trọng CV (CV payload)

2.3.1.2 Dấu hiệu lỗi chuyển tiếp gói tin (Forward Deflect Indication – FDI)

Dấu hiệu lỗi chuyển tiếp (FDI) được phát ra bởi một egress LSR phát hiện lỗi.

Khi egress LSR phát hiện ra một lỗi, nó tạo ra một gói FDI và trace nó theo và

hướng lên theo suốt một chồng LSP được đặt vào, chúng ta cũng biết rằng theo hệ

thống thứ tự nhãn thì các gói FDI OAM được phát ra trên một danh nghĩa.

Mục đích ban đầu của các gói FDI là để chặn các báo động trong các mạng theo

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

22

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

lớp ở trên của lớp xuất hiện các lỗi. Để có thể gửi các gói FDI đi lên, điều này là quan

trọng rằng điểm lún LSP (the LSP sink point) ghi nhớ một vài ánh xạ nhãn LSP

server- client mà trong sự tồn tại trước sự xuất hiện của lỗi. Theo cách này, khi các

LSP mức cao hơn phát hiện sự mất của luồng CV nguyên nhân do các lỗi trên các L

SP mức thấp hơn, chúng ta thu được sự nhận dạng chính xác của nguồn mà thực sự có

các lỗi xảy ra. Các client ở các lớp cao hơn có thể không trong cùng một vùng quản trị

như là nguồn lỗi ban đầu. Nó bao gồm các trường để chỉ ra bản chất của các lỗi và vị

trí của chúng.

Khi một FDI không đi qua được từ một LSP lớp server đến các LSP lớp client

của chúng, thì vị trí của lỗi (Defect Location) và trường kiểu lỗi (Deflect Type field)

sẽ được copy từ FDI LSP lớp server vào trong FDI LSP lớp client.

Function Defect LSP Defect Reserved Padding BIP16 Type Type TTSI Location

1 octet 1 octet 2 octets 20 octets 4 octets 14 octets 2 octets

Hình 2.4: FDI và kiến trúc tải trọng của BDI

Trong hình 2.4, trường kiểu lỗi (Defect Type field) rộng 2 bytes và giá trị của

trường này có thể được liệt kê ra. Vị trí của lỗi (Defect Location) sẽ chứa nhận dạng

của mạng mà tại đó lỗi được phát hiện thấy. Nhận dạng sẽ ở trong hình thái của một

số của hệ tự trị (Autonomuos System – AS).

2.3.1.3 Chỉ thị lỗi ngược (Backward Deflect Indication – BDI)

Mục đích của chức năng OAM BDI là thông tin tới upstream end của một LSP

một lỗi downstream. BDI được phát ra tạ một điểm nguồn giới hạn của lối trở lại (at

a return path’s trail termination source point) trong sự đáp lại của một lỗi được phát

hiện tại một điểm chìm giới hạn đuôi của một LSP trong hướng chuyển tiếp.

Để có thể gửi BDI (cũng là LB-Rsp) upstream, nó yêu cầu có một tuyến trở lại.

Một tuyến trở lại có thể là:

- Một LSP dành cho sự trở lại (a dedicated return LSP).

- Một LSP trở lại chia sẻ, nói chia sẻ là ở giữa nhiều LSP chuyển tiếp.

- Một tuyến trở lại không MPLS, ví dụ như một đường ngòai dải IP. Tùy chọn

này có (has potential security issues). Ví dụ đường trở lại có thể được giới hạn trên

một giao diện LSR khác, và một người dùng hiểm độc tiềm năng có thể phát ra một

BDI và gứi nó đến ingress LSR. Bởi vậy khả năng từ chối tấn công từ dịch vụ (DoS

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

23

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

attack), các tiêu chuẩn về bảo mật phải được tăng thêm vào.

Gói BDI được gửi một cách tuần hoàn bởi một gói trên giây trở lại theo (LSP

trail termination sink point) mức ngang hàng của nó trong hướng ngược lại và xa hơn

là đi lên qua một vài (nested LSP stack). BDI được gửi như một hình ảnh trung thực

(phản ảnh – mirror) của FDI thích hợp (dành riêng – appropriate). Appropriate FDI là

FDI được phát ra trên lớp thấp nhất nơi mà lỗi được phát hiện. Vị trí của lỗi

(Defect Location) và các trường kiểu lỗi (Defect Type fields) là một ánh xạ trực tiếp

của những kết quả này từ FDI appropriate và có các định dạng đồng nhất như được mô

tả trước cho gói OAM FDI.

Hình 2.5 minh họa 2 điều mà kết nối LSP quan tâm. Hai vùng màu xám trong

phần A0 mô tả cách mà các gói OAM CV được phân bổ từ ingress đến egress trên các

LSP khác nhau và độ sâu của chồng nhãn. A) miêu tả làm thế nào các gói CV được

gửi đi bằng cách sử dụng mức độ sâu 1 và 2 trong hệ thống thứ bậc nhãn (label

hierachy). B) miêu tả điều gì xảy ra khi mà một lỗi được phát hiện ra, nói mà LSR

phát hiện ra lỗi và nó thông báo như thế nào đến các LSR về các lỗi được phát

hiện. Các LSR là họ hàng (belongings to) với các LSP khác và sử dụng một hệ thống

thứ bậc nhãn (label hiararchy) để hướng từ ingress đến egress LSR.

Hình 2.5: Minh họa kết nối LSP.

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

24

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

Giả định tên của 3 LSP trong hình 2.5 là A, B, C. Ta có trong LSP A giữa LSR4

và LSR5 được chêm nhãn mức độ 1 (stack depth of one). LSP B từ LSR2 qua LSR3

và qua LSP A đến LSR6 chêm nhãn mức 2, và cuối cùng LSP C từ LSR1 qua LSP B

qua LSR7 đến LSR8 chêm nhãn mức 3.

Xem xét một lỗi được phát hiện giữa LSR2 và LSR3. Điều này sẽ có các hệ quả

(tầm quan trọng - consequences) cho cả LSP B và LSP C. Cả LSR6 và LSR8 sẽ

phát hiện ra rằng một lỗi đã xuất hiện khi lỗi thực sự là tại LSP B. Để ngăn cản các

báo động cho LSP C tại LSR8, LSR6 thông báo cho router này bằng cách gửi các gói

FDI theo cùng một đường như là LSP C sẽ sử dụng trước khi lỗi xuất hiện. Nó không

chỉ cần thiết (to inform the downstream egress LSRs, LSR6 have to inform LSR2),

các ingress LSR của LSP B, nơi mà trong sự quay về của nó sẽ cung cấp tin tức cho

LSR1 về lỗi tốt như việc sử dụng các gói BDI. Cách mà các gói BDI được gửi đi, ví

dụ như tìm kiếm một tuyến về thay đổi, sẽ được thảo luận ở dưới.

2.3.2 Defect type codepoint

Mã của kiểu lỗi (Defect type code) được mã hóa trong 2 octets. Octet đầu tiên chỉ

ra lớp và octet thứ 2 chỉ ra bản chất của lỗi (nature of the defect). Để có thể phát hiện

được các lỗi này chúng ta cần một thiết bị trạng thái sãn sàng trên LSP (LSP

availability state machine – ASM) trên cả các ingress LSR và egress LSR của LSP.

Tại ingress LSR (do we have the LSP Trail Far – End Defect State and for the egress

LSR the LSP Trail Sink Near-End Defect State).

Bảng 2.1: Các codepoint của kiểu lỗi trong các gói OAM FDI./BDI

Description Defect Type (DT)

DT code (Hex) 01 01

dServer dLOCV dTTSI_Mismatch 02 01 02 02

dTTSI_Mismerge dExcess

dUnknown None None 02 03 02 04 02 FF 00 00 FF FF Any server layer defect arising below the MPLS layer network Simple Loss of Connectivity Verification. Trail Termination Source Identifier Mismatch defect. Trail Termination Source Identifier Mismerge defect. Increased rate of CV OAM packets with the expected TTSI above the nominal rate of one per second. Unknown defect detected in the MPLS layer. Reserved Reserved

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

25

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

Trong bảng 2.1 có 4 lỗi trên mặt phẳng người dùng MPLS: dLOCV,

TTSI_Mismatch, dTTSI_Mismerge and dExcess. Khi một trong số các lỗi này xuất

hiện, thì ASM đi vào trong LSP Trail Sink Near-End Defect State nơi mà trong sự

quay trở lại của nó, khi các gói BDI đi đến được ingress LSR, nó sẽ làm cho ingress

LSR đi vào Trail Far-End Defect State. 2 kiểu lỗi khác phân phối (deals) với các

lỗi từ bên ngoài của lớp MPLS và không nhận biết được các lỗi. Mội hành động mà

được cầu khẩn sử dụng khi quá trình đi vào LSP Trail Sink Near-End Defect State bị

ngừng lại khi LSP Sink Near- End Defect State được thoát ra .

Mô tả ý nghiã của một số loại lỗi:

- dServer : một vài lỗi xuất hiện ở lớp server bên dưới mạng của lớp MPLS là

một lỗi dServer. Chức năng này chỉ ra rằng chỉ có một lỗi trên các lớp bên dưới

MPLS, nhưng không có thông tin gì về loại của lỗi được tìm thấy. Lỗi này không

được phát ra bởi các kĩ thuật OAM MPLS, nó là đầu ra cho OAM MPLS từ lớp

server.

- dLOCV : sự mất mát đơn (Simple Loss) của lỗi sác minh kết nối xuất hiện

khi không có các gói OAM CV được mong đợi với đối tượng xem xét TTSI được

mong đợi (expected TTSI observed) trong một vài chu kĩ của 3 giây liên tiếp nhau

(period of three consecutive seconds). Nếu nguyên nhân của dLOCV là tại lớp

server và cũng có một tín hiệu FDI đến từ lớp server, sau đó codepoint DT cho

dServer được sử dụng. Codepoint của dLOCV chỉ được sử dụng khi các lỗi kết nối

đơn giản lớp MPLS xuất hiện trong các LSP của bản thân nó.

- dTTSI_Mismatch : lỗi Trail Termination Source Identifier Mismatch xuất

hiện khi có một vài gói OAM được xem xét trong một vài chu kĩ của 3 giây liên tiếp

(period of three consecutive seconds) với một TTSI không được mong đợi và

không có gói OAM CV (observed 0 với một TTSI được mong chờ trong cũng một

chu kì. Các lỗi này làm mất cấu hình kết nối. Điều kiện của lỗi này mang đến quyền

được ưu tiên cả trên lỗi dLOCV và điều kiện dTTSI-Mismerge trong những trường

hợp khi mà chúng cũng xuất hiện.

Điều này xuất hiện khi mà các LSP A và B trao đổi nhãn, nó thay thế cho quá

trình của A1->A2 và B1->B2, chúgn ta chuyển A1->B2 và B1->A2. (Đó là thay vì

A1-> A2 và B1->B2, chúng ta có A1->B2 và B1->A2). Trong trường hợp này chúng

ta lấy một TTSI không được mong đợi tại sink point LSP và không có TTSI được

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

26

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

mong đợi tại sink point.

- dTTSI_Mismerge : lỗi Trail Termination Source Identifier Mismerge xuất

hiện khi có một vài các gói OAM CV với một TTSI không được mong đợi và không

có một gói OAM CV nào mà có một TTSI được mong đợi xem xét (an expected TTSI

observed) trong một vài chu kì của 3 giây liên tiếp. Các lỗi này bao gồm cả lỗi nhánh

(misbranching) và thay thế các lỗi không dự tính trước. Theo Neil Harrison từ British

Telecom lỗi mất nhánh là sự thay thế không dự tính trước của một vệt đuôi (of a trail)

và trường hợp nơi một vệt đuôi đơn (single trail) có thể không dự tính trước lỗi nhánh

trở lại trên bản thân nó (ví dụ như bị vòng lặp – looping).

Các lỗi thay thế không dự tính trước xuất hiện khi nói LSP B (gets unintentionlly

replicated, or let say duplicated, into say LSP A). trong cách này cả LSP A và B sẽ

vận chuyển lưu lượng trên LSP B. Misbranching được hiểu như là LSP B bị mất

tuyến và trộn vào trong LSP A và không bao giờ đến được sink point trên LSP B.

Neil Harrison nói rằng các lỗi mất trộn (mismerge) này xuất hiện trong 2

trường hợp:

+ Khi LSP B không bao giờ đi đến tại B2, nhưng đến một cách không dự tính

trước tại A2. Điều này có thể được minh họa bởi A1+B1->A2, và 0->B2. Ở đây A2

sẽ lấy cả TTSI được mong đợi cho LSP A và một TTSI không được mong đợi cho

LSP B tại sink point của LSP A. Trong các giới hạn của các lỗi, LSP A chỉ ra một

lỗi mất trộn và ở đây LSP B chỉ ra một lỗi dLOCV từ B2 không bao giờ lấy một vài

TTSI (never gets some TTSIs).

+ Khi LSP B vẫn đến tại B2, nhưng đến A2 một cách không dự tính trước

được. Điều này có thể được hiểu như là A1+B1->A2, và B1->B2. Ở đây A2 sẽ lấy

cả một TTSI được mong đợi cho LSP A và lấy một TTSI không được mong đợi cho

LSP B tại sink point của LSP A. Điều này là tương tự như kịch bản được nêu ra ở

trên, Trong các giới hạn của các lỗi, LSP A chỉ ra một lỗi mismerge nhưng LSP B

không chỉ ra lỗi.

- dExcess : một lỗi dExcess xuất hiện khi có một sự tăng về tốc độ, 5 gói hoặc

nhiều hơn của các gói OAM CV với TTSI được mong đợi bên trong một chu kì của 3

giây liên tiếp. Điều này có thể mang lại một ví dụ cho cho bản thân lỗi mismerging,

một nguồn LSR có lỗi, tấn công từ chối dịch vụ (DoS attack).

- dUnknown: không nhận biết được lỗi phát hiện trong lớp MPLS. Điều này

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

27

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

được mong đợi để sử dụng cho các lỗi trên nút MPLS mà được phát hiện bên trong

node (hầu như chắc chắn bởi người chủ) và tác động đến lưu lượng mặt phẳng người

dùng. Chú ý rằng lỗi này không được phát hiện bởi các OAM MPLS, xa hơn nó là

một đầu ra đến OAM MPLS.

2.3.3 Tuỳ chọn cảnh báo router và nhãn cảnh báo router.

2.3.3.1 Tùy chọn cảnh báo router

Các gói IP có thể có một tùy chọn cảnh báo router được thêm vào header IP. Tùy

chọn này là một tùy chọn IP cho phép router có thể kiểm tra gói xa hơn khi quá trình

chuyển tiếp gói, dù là gói không có địa chỉ trực tiếp đến router. Router không nên chỉ

chuyển gói bằng cách kiểm duyệt qua IP, nhưng router sẽ kiểm tra kỹ hơn trước khi

chuyển nó đi. Sự kiểm tra này không được định nghĩa, và phụ thuộc vào sự bổ

sung phần mềm trong router. Tùy chọn cảnh báo router là một tùy chọn IP như là

các tùy chọn Timestanp, Loose Source Route, và Strict Source Route. Mỗi tùy chọn IP

được mã hóa như là một giá trị trường kiểu (Type Length Value – TLV). Nhìn vào

hình 2.6 để thấy định nghiã kiểu của một tùy chọn IP.

Hình 2.6: Định nghĩa kiểu tùy chọn IP

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

28

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

Hình 2.7: Chỉ ra tùy chọn IP với các giá trị cho tùy chọn cảnh báo router IP.

Tùy chọn cảnh báo router làm việc chỉ khi gói là một gói IP. Nếu gói được đóng

nhãn và như là toàn bộ được chuyển đi bởi LFIB trên LSR, LSR sẽ không biết rằng

gói có trình diện tùy chọn cảnh báo router. Tất nhiên, bạn có thể lập trình cho LSR để

thi hành kiểm tra gói sâu (deep packet inspection) và luôn luôn nhìn vào thông tin tiêu

đề IP của các gói đã được đóng nhãn để chỉ ra dù không biết tùy chọn cảnh báo router

được trình bày. Tuy nhiên, điều này có thể dẫn đầu tới một hiệu suất chuyển tiếp đông

đặc ngiêm trọng (a serious forwarding performance impact) trên LSR, vì vậy nó

không phải là giải pháp tốt nhất. Nó có thể không khả thi để thực hiện việc này

trong các phương tiện phần cứng chuyển tiếp gói, hoặc nó có thể là quá đắt. Một giải

pháp tốt hơn để sử dụng một nhãn MPLS đặc biệt như đỉnh nhãn trong stack nhãn của

các gói mà các LSR cần để ngiên cứu. Nhãn đặc biệt này là một nhãn MPLS, được

gọi là nhãn cảnh báo Router.

2.3.3.2 Nhãn cảnh báo router.

Nhãn cảnh báo router có một giá trị của 1 (has a value of 1), và nó có thể xuất

hiện tại một nơi nào đó trong stack nhãn trừ tại vị trí bottom. Khi một LSR nhận một

gói với nhãn l như là đỉnh nhãn, nó biết rằng nó phải thực thi xa hơn gói. Bởi vậy,

LSR tháo gỡ nhãn l và thực thi gói. LSR sau đó nhìn vào đỉnh nhãn mới trong stack

nhãn và thực hiện một quyết định chuyển tiếp gói bằng việc nhìn vào nhãn đó trong

LFIB. Quyết định chuyển tiếp gói này làm cho LSR thực hiện một cuộc tráo đổi, lấy

ra hoặc điều hành thêm vào trên stack nhãn và trởi lại giao diện ra và hop kế tiếp

cho gói. Trước khi chuyển mạch gói ra ngòai khỏi LSR, LSR đặt nhãn l trở lại như là

đỉnh nhãn trong stack nhãn và chuyển các gói đi. Vì vậy, có nhãn cảnh báo router như

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

29

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

là đỉnh nhãn không ảnh hưởng đến quyết định chuyển tiếp gói được tạo nên trên

gói; nó chỉ ra một cách duy nhất rằng LSR phải kiểm tra gói. Trên các router chạy

hệ điều hành của Cisco, các gói có nhãn cảnh báo router được chuyển đi trong phần

mềm, điều đó có nghiã là các máy chuyển tiếp phần cứng là đi đường vòng

(bypassed). Sự sử dụng của nhãn cảnh báo router cho các gói đã được đóng gói là

tương tự như sự sử dụng của tùy chọn cảnh báo router cho các gói IP.

Bởi vì nhãn cảnh báo router bắt buộc (forces) LSR đối xử với một gói đã được

đóng nhãn trong một cách khác hơn là khi gói đã được đóng nhãn không có nhãn

cảnh báo router như là đỉnh nhãn khi chuyển tiếp gói tin, sự sử dụng của nó không

có tác dụng trực tiếp cho OAM MPLS. Nhớ rằng một trong các yêu cầu là cho lưu

lượng dữ liệu người dùng MPLS và lưu lượng OAM MPLS được chuyên đi

trong cùng một đường. Điều này rõ ràng không là trường hợp cho lưu lượng của

đỉnh nhãn là nhãn l đặc biệt. Vì vậy, nhãn cảnh báo router không đước sử dụng để

gửi đi các gói OAM MPLS khi kiểm tra một LSP. Nó có thể, tuy nhiên, được sử

dụng cho lưu lượng OAM trở lại. Bởi vì một LSP là không theo một hướng duy nhất

(unidirectional), lưu lượng OAM MPLS kiểm tra LSP trong chỉ một hướng duy nhất.

Điều này có nghiã là lưu lượng trở lại không kiểm tra cái gì cả; nó chỉ cần được quay

trở về nguồn. Lưu lượng trở lại có thể được gửi đi với tùy chọn cảnh báo router vì vậy

nó đi đường vòng (bypasses) qua các máy móc phần cứng chuyển tiếp và có một cơ

hộ lớn hơn của việc trở lại đến nguồn (chance of getting back to the source). Nếu lưu

lượng trở lại được đóng nhãn, nó cũng có nhãn cảnh báo router, vì vậy các máy

phần cứng chuyển tiếp gói là đi theo đường vòng.

Các gói chuyển tiếp được đóng nhãn (Forwarding Labeled Packets), bạn đã nhìn

thấy một nhãn đặc trưng MPLS được gọi là nhãn cảnh báo vận hành và bảo dưỡng

(Operation and Maintenance Alert Label) mà có một giá trị của 14 (has a value of

14). Bạn chèn thêm nhãn cảnh báo OAM vào stack nhãn bên dưới nhãn của LSP dưới

sự kiểm tra. Hệ điều hành của Cisco không sử dụng nhãn MPLS đặc biệt này ở bất cứ

đâu cả. Có điều này là bởi vì sự giới thiệu của một nhãn đặc biệt trong stack nhãn có

thể ảnh hưởng tới sự đối xử đối với gói khi nó đang được chuyển đi. Một ví dụ đó là

trường hợp của các gói được đóng nhãn load balancing, nơi mà trao đổi trong stack

nhãn có thể giới thiệu một cách đối xử chuyển tiếp khác.

Cũng giống như vậy, lưu lượng dữ liệu người dùng thực sự và lưu lượng OAM

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

30

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

có thể được chuyển tiếp đi trong cùng một tuyến, trả lại kiểm tra OAM trừ khi trong

một vài trường hợp. Một ví dụ thứ hai là sự sử dụng của lấy nhãn ra ở Hop áp chót

(penultimate) (PHP) trong một mạng MPLS trên IP rõ ràng. Trong trường hợp này,

gói đến trên egress LSR với hòan tòan nhãn cảnh báo OAM trong stack nhãn nơi nếu

không thì nó sẽ nhận không có một stack nhãn. Không cái nào của các kĩ thuật OAM

đã thảo luận trong chương này và được sử dụng bởi Cisco IOS sử dụng nhãn cảnh báo

OAM.

2.3.4 Ping LSP MPLS.

Ping LSP MPLS là tên gọi cho một yêu cầu echo MPLS và đáp trả echo MPLS.

Ping là một công cụ giải quyết sự cố tốt đã được biết đến cho các mạng IP. Nó

giống như sử dụng SONAR trên tàu ngầm. Ping sử dụng ICMP, được thiết kế để tăng

lên (augument) giao thức IP bởi vì nó có thể báo hiệu các điều kiện lỗi (không đến

được đích…) và gửi thông tin quảng bá (redirect, address mask…). Ping sử dụng

ICMP để mang thông điệp yêu cầu và các gói đáp trả. Gói yêu cầu echo được gửi

thẳng đến đích, nơi mà sẽ gửi lại đáp trả với một gói echo đáp trả. Nguồn nhận echo

đáp trả chỉ ra rằng 2 host có thể nhìn thấy mỗi host còn lại trên mức mạng (lớp 3).

Bởi vì MPLS không thể làm việc mà không có Ip trên mức mạng, bạn có thể vẫn

sử dụng Ping IP khi mạng đang chạy MPLS. Các gói Ping được gán nhãn và

chuyển nhãn thông qua mạng. Tại sao lại phải tạo ra Ping LSP MPLS? Ping IP là

không đủ hiệu lực cho việc thẩm tra sự chính xác của LSP MPLS. Mặc dù nó có thể

thẩm tra một trong hai kết nối có hiện diện trên mức IP, nó không thẩm tra cả hai

LSP đã bị gãy. Nếu bạn có một mạng MPLS trên nền IP rõ ràng (plain) và LDP bị

gãy giữa hai LSR, Ping chỉ ra rằng không có vấn đề gì như là echo yêu cầu tạo nên

cho chúng đến đích và echo trả lời làm nó trở lại nguồn. Giữa 2 LSR nơi mà phiên

LDP bị gãy, các gói lúc này không còn được dán nhãn. Ping chỉ ra một cách giả dối

rằng mọi thứ đều tốt, khi trong sự tin tưởng LSP là bị gãy.

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

31

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

Hình 2.8 : LSP bị gãy trong mạng AtoM

Để thấy rằng điều này có thể hướng dẫn để sử dụng việc xử lý sự cố, thử tưởng

tượng rằng bạn đang chuyển một vài một lưu lượng vài phương tiện trên MPLS

(AtoM) qua LSP này (imagine that you are switching Any Transport over MPLS

(AtoM) traffic across that LSP), và 2 LSR với phiên LDP bị gãy (vỡ - broken) là các

router P trong một mạng AtoM. Hình 2.8 đưa ra một mạng.

Nếu LSP bị gãy, lưu lượng AtoM trở nên không có nhãn giữa các LSR P2 và P3.

Bởi vì 2 LSR đó không biết rằng làm thế nào để chuyển các frames này đi, khi chúng

đã bì rớt. Một Ping từ PE router đến PE khác qua LSP sẽ thành công, nhưng lưu

lượng AtoM sẽ bị lỗi. Để có một giao thức tương tự như giao thức Ping IP chỉ ra

các vấn đề đặc trưng với các LSP MPLS, Ping LSP MPLS được phát minh.

Các LSP có thể làm vỡ (break) bởi một vài lí do, trong khi kết nối IP lưu lại trạng

thái bình thường. Sau đây là một vài lý do một LSP có thể bị gãy:

- Phiên LDP bị down.

- MPLS không cho phép trên một LSR (hoặc một giao diện).

- LFIB có một entry không đúng cho LSP này (nhãn vào/ra sai hoặc sai thông

tin đến trạm kế tiếp).

- Phần mềm và phần cứng LFIB có sự không thống nhất (discrepancy).

Trong những trường hợp như trên, các gói mất nhãn, các nhãn khác có là do

chuyển mạch nhãn, nhưng không đúng cách. Đó là lý do tại sao bạn cần một kĩ thuật

để kiểm tra đầu cuối LSP và mang đến một vài sự trợ giúp phản hồi khi LSP bị gãy.

Khi bạn đang giải quyết vấn đề của LSP, ta cần biết nơi LSP bị gãy và lỗi đó là gì.

Ping LSP MPLS phát hiện các vấn đề trong mặt phẳng chuyển tiếp, nhưng nó cũng

kiểm tra mặt phẳng điều khiển ngược lại thông tin trong mặt phẳng dữ liệu.

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

32

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

2.3.4.1. Các chi tiết giao thức Ping LSP.

Ping LSP tương tự như Ping IP trong đó nó cũng sử dụng một echo yêu cầu và

echo đáp trả. Ping LSP MPLS có định dạng gói khác hoàn toàn và có nhiều thông

tin giải quyết vấn đề hơn các gói trở lại. Một echo yêu cầu MPLS được gửi đi bởi

nơi gửi và kiểm tra một FEC riêng biệt. Echo yêu cầu giữ stack FEC chỉ thị, cái mà

FEC đang được kiểm tra. Stack FEC có thể giữ một hoặc nhiều hơn các nhãn mà nơi

nhận được dùng để xác minh. Nơi nhận sau đó sẽ xác minh rằng stack FEC trên echo

yêu cầu là chính xác cho FEC. Cũng theo cách này, thông tin mặt phẳng dữ liệu cho

FEC được xác minh với thông tin mặt phẳng điều khiển.

Một echo yêu cầu MPLS là một gói UDP với một cổng đích của 3503 và một

cổng nguồn được chọn bởi nơi gửi. Nó có một tùy chọn cảnh báo router. Để ngăn

cản gói từ một vài chuyển mạch xa hơn như là một gói IP nêu LSP bị gãy nhưng

tuyến IP vẫn tốt, TTL IP của gói được đặt lên 1 và địa chỉ IP đích của gói là

từ khoảng 127.0.0.0/8. Khoảng địa chỉ 127.0.0.0/8 là cho địa chỉ IP cục bộ cho host;

bởi vậy, các gói mà có một địa chỉ IP đích từ khoảng này sẽ không bao giờ thấy

trên wires mạng. Một LSR không bao giờ chuyển tiếp toàn bộ gói IP nếu LSP bị

gãy, và không một cái nào làm egress LSR của LSP. Egress LSR gửi gói đến

module phần mềm UDP đang chạy trên router nge ngóng UDP ở cổng 3503. Địa chỉ

IP nguồn là một sự lựa chọn hợp lý địa chỉ IP của nơi gửi. Hình 2.9 chỉ ra định dạng

của một echo MPLS yêu cầu:

Hình 2.9: Định dạng gói echo MPLS

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

33

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

Chỉ có một phiên bản duy nhất. Trường Global Flags hiện hành chỉ có một bít

được định nghiã. LSB là cờ V (Validate FEC stack). Nếu cờ V được đặt, nơi gửi

muốn nơi nhận phê chuẩn (validate) stack FEC. Message Type là 1 cho một echo

MPLS yêu cầu hoặc là 2 cho một echo MPLS đáp trả. Mode Reply chỉ ra có bao

nhiêu echo MPLS đáp trả sẽ được trở lại. Có 4 khả năng tồn tại, mà ta có thể nhìn thấy

trên bảng 2.2.

Bảng 2.2: Mode reply

Mode Reply 1 được sử dụng chỉ nếu các đáp trả echo không cần quay trởi lại. Nó

có thể được ai đó định lượng đích bằng ý nghiã của một thiết bị phần mềm để thấy

được nếu các yêu cầu echo MPLS tạo ra nó, vì vậy sự trở lại của các đáp trả echo là

không cần thiết. Đáp trả mode 2 là mode đáp trả không thay đổi (regular reply mode).

Reply Mode 3 là tương tự như Reply Mode 2, nhưng các gói echo đáp trả được

trở lại với tùy chọn cảnh báo router. Như đã giải thích trong các phần trước, bạn có

thể sử dụng điều này để chắc chắn rằng gói có sự đồng ý cao nhất một cách chắc chắn

để trở lại, trong trường hợp của vấn đề chuyển tiếp dọc theo tuyến trở lại. Reply

Mode 4 là một mode đáp trả nằm ngòai band. Chú ý rằng Ping LSP MPLS kiểm tra

một LSP. Bởi vì các LSP là theo một phương duy nhất, chỉ các yêu cầu echo là kiểm

tra LSP MPLS. Các gói echo đáp trả không kiểm tra một cái gì nữa; chúng được yêu

cầu đơn giản để lấy thông tin trở lại nơi gửi. Cũng như vậy, mạng không cần trở lại

các gói đáp trả echo dọc theo cùng một tuyến trong hướng ngược lại. Mạng có thể gửi

trở lại chúng như các gói IP.

Một handle hoặc sos chỉ định ai gửi chúng. Sequence Number nhận dang các yêu

cầu echo đến sau và các đáp trả echo được gửi bởi cùng một LSR. Timestamp được

đưa ra (compose) của 2 trường: một trong vài giây và một trong khoảng vài micro

giây. Timestamp Sent chỉ định thời gian của ngày mà nơi gửi gửi các yêu cầu echo,

và Timestamp Received chỉ ra thời gian của ngày mà nơi nhận nhận được yêu cầu

echo. Để Timestamp là có hiệu lực sử dụng, bạn cần đồng bộ hóa đồng hồ của nơi

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

34

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

gửi và nơi nhận. Các trường cuối cùng vận chuyển các TLV.

Ta có thể thấy các giá trị có thể của mã trở lại trong bảng 2.3. RSC quy cho

(refer) đến các mã con (subcode) trở lại. Mã con trở lại chỉ ra độ sâu của nhãn cho trở

lại thích hợp. Độ sâu của nhãn là 1 cho đáy của nhãn và là 2 cho nhãn ở trên và...

Bảng 2.3: Các mã trở lại

Nơi gửi luôn luôn đặt mã trở lại là 0. Nơi nhận có thể đặt mã trở lại như là phản

hồi đến nơi gửi của yêu cầu echo. Nếu nơi nhận quả thực là egress LSR thích hợp cho

FEC dưới sự kiểm tra, nó sẽ trở lại gói đáp trả echo với một mã trở lại của 3. Đó là

mã trở lại bạn sẽ nhìn thấy nếu Ping MPLS làm việc tốt. Một bộ nhận sẽ biết nếu nó

là egress LSR thích hợp (proper) bằng cách so sánh thông tin trong stack FEC của yêu

cầu echo với thông tin thực tế trên LSR. Code trở lại 8 có nghiã là gói có một stack

nhãn chỉ ra rằng một sụ điều hành lấy nhãn ra hay tráo đổi nhãn được thực hiện và nó

là tốt cho chuyển tiếp đi một gói đã được đóng nhãn. Một mã trở lại của 9 chỉ ra một

sự điều hành nhãn, nhưng đó là các gói đã được đóng nhãn không được chuyển mạch

ra ngòai. Một mã trỏ lại của 4 có nghiã là nhãn trong stack là không biết LSR (a

return code of 4 means that the label in the stack is unknown to the LSR). Một mã

trở lại của 5 có nghiã là đối tượng ánh xạ downstream được cung cấp bởi LSR

upstream không phải là cái mà LSR downstream mong đợi.

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

35

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

Chú ý rằng Ping LSP MPLS được chỉ rõ trong RFC 4379, “phát hiện lỗi mặt

phẳng dữ liệu của chuyển mạch nhãn đa giao thức” (detecting Multi-Protocol

Label Switched Data Plane Failures). Các giá trị mã trở lại của 6 và 7 có một ý nghiã

khác trong các phiên bản trước đó của phác thảo được được đề xuất bởi RFC. Mã trở

lại 6 có nghiã “router đáp trả là một trong các router downstream, và ánh xạ của nó cho

FEC này trên giao diện nhận là do nhãn mang lại”. Mã trở lại 7 có nghiã “router đáp

trả là một trong các router downstream nhưng ánh xạ của nó cho FEC này không

được mang lại bởi nhãn.”

Cuối cùng, gói echo MPLS có các TLV. Bảng 2.4 liệt kê các TLV khác nhau có

thể được mang bởi các gói echo MPLS.

Bảng 2.4: Các TLV

2.3.4.2. Điều hành Ping LSP.

Yêu cầu echo MPLS cho một Ping MPLS giữ các thông tin sau đây:

- Tiêu đề Echo MPLS

- Target FEC Stack TLV

- A PAD TLV (optional)

Đáp trả echo giữ các thông tin sau đây:

- Tiêu đề Echo MPLS

- Một Error Code TLV (optional)

- A PAD TLV (optional)

- Target FEC Stack TLV từ yêu cầu echo (optional)

Yêu cầu echo MPLS cho một Ping MPLS bị ép buộc vào trong FEC tại nơi gửi.

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

36

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

LSR không thực hiện việc này qua một quá trình tìm kiếm địa chỉ IP đơn giản

trong bảng CEF. Địa chỉ IP đích là từ khoảng địa chỉ 127.0.0.0/8 (anyway), vì vậy

(this is not even possible). Đích đến của gói được chuyển phát từ địa chỉ IP mà câu

lệnh người dùng hoặc một thiết bị phần mềm cung cấp. Điều này xem xét nơi stack

nhãn được đẩy lên gói. Gói được chuyển ra ngòai của LSR theo thông tin này. Tại

một mức tối thiểu, TTL của đỉnh nhãn được đăt tới 255. khi nơi nhận nhận yêu cầu

echo MPLS, nó phải thực hiện các tác vụ sau đây:

- Kiểm tra các lỗi định dạng trên yêu cầu echo.

- Chú ý giao diện mà gói nhận được.

- Chú ý stack nhãn của gói như lối vào của LSR.

- Kiểm tra (whether) stack nhãn trên gói là cùng như một (check whether the

label stack on the packet is the same as the one in the Target FEC Stack TLV

- Kiểm tra LSR egress LSR quả thực cho FEC này.

- Kiểm tra (whether) giao thức phân bố FEC được chỉ định với giao diện đến.

- Gửi một đáp trả echo , trừ khi Reply Mode là 1.

Nếu Reply Mode là Reply thông qua một gói UDP Ipv4/Ipv6 với cảnh báo

router, tùy chọn cảnh báo router phải được xuất hiện. Điều này có nghiã là nếu đáp trả

echo được đóng nhãn, gói có nhãn cảnh báo router như là đỉnh của nhãn. Địa chỉ IP

đích của gói đáp trả echo là địa chỉ IP nguồn của gói yêu cầu echo. TTL IP được đặt

tới 255, và các cổng UDP là 3503.

2.3.4.3. Ping MPLS trong IOS Cisco

Trong IOS Cisco, bạn có thể gửi một Ping LSP MPLS với lệnh “Ping mpls”, Có

thể thấy rằng có 3 tùy chọn tồn tại: Ipv4, traffic – eng, và pseudowire. Tùy chọn

pseudowire là cho thẩm tra kết nối mạch ảo (Virtual Circuit Connection Verification –

VCCV), sẽ được giải thích sau. Tùy chọn Ipv4 là cho việc gửi đi một yêu cầu echo

cho một LSP mà được giới hạn với một tiền tố Ipv4 (that is bound to an Ipv4 prefix).

FEC được lựa chọn bởi việc chỉ rõ tiền tố Ipv4 (mạng và mặt nạ mạng). Cũng như vậy,

tương ứng với stack nhãn cho tiền tố Ipv4 này là đặt trên yêu cầu echo. Địa chỉ IP đích

của yêu cầu là mặc định bởi 127.0.0.1. Vì vậy, router sử dụng địa chỉ FEC mục tiêu

(Target FEC Address) bạn gõ trong vào hình dáng mà stach nhãn đặt lên trên gói và

trên LSP nào mà để chuyển gói đi; nó không được sử dụng như là địa chỉ IP đích thật

sự trong tiêu đề IP.

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

37

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

2.3.5 Dấu vết tuyến LSP MPLS

Mục tiêu của traceroute là để kiểm tra tuyến, nhưng trái lại mục tiêu của ping là

để kiểm tra kết nối. Mục tiêu của traceroute LSP MPLS là kiểm tra tuyến của LSP

và sác minh mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng dữ liệu trên mọi LDR dọc theo tuyến

của LSP.

Một traceroute LSP MPLS không là gì nhiều hơn một yêu cầu echo MPLS. Sự

khác nhau với Ping LSP MPLS là traceroute LSP MPLS gửi một vài gói yêu cầu echo

MPLS với sự giảm dần TTL MPLS. Đầu tiên sự điều tra traceroute LSP MPLS có

TTL MPLS là 1 và cho mọi điều tra sau đó, TTL giảm đi 1. Một TLV bổ sung là bao

gồm với yêu cầu echo cho traceroute LSP MPLS là TLV ánh xạ Downtream. Nếu một

LSR nhận yêu cầu echo MPLS với TTL 1, nó đáp trả tới nó (? It replies to it). Nếu

LSR không là egress LSR cho FEC và mọi kiểm tra đều tốt, các đáp trả LSR như

là một trong các router downstream. Bởi vậy, nó đáp trả với một mã trở lại của 8 và

thông tin TLV downstream thích hợp (MTU, Address Type, Downstream IP Address,

Downstream Interface Address, Multipath Information, Downstream Label, và

Protocol) lấp đầy trong đó. Nếu LSR là egress LSR cho FEC, nó không cần lấp đầy

thông tin ánh xạ Downstream nhưng sẽ đáp trả với một mã trở lại của 3.

Yêu cầu echo MPLS cho một Traceroute MPLS giữ các thông tin sau:

- Tiêu đề echo MPLS

- Target FEC Stack TLV

- Downstream Mapping TLV

- A PAD TLV (optional)

Đáp trả echo sẽ giữ các thông tin sau:

- Tiêu đề echo MPLS

- An Error Code TLV (optional)

- A PAD TLV (optional)

- Downstream Mapping TLV

Nơi gửi của các gói Traceroute LSP MPLS copy TLV ánh xạ Downstream

(Downstream Mapping TLV) nhận được vào trong yêu cầu echo tiếp theo để gửi

đi. Như vậy, tại mỗi hop, các nhãn được hi vọng đã báo cáo bởi LSR một hop

upstream được kiểm tra với nhãn trên gói nhận được trên LSR downstream.

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

38

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

2.3.6 VCCV

VCCV được chỉ định để kiểm tra và xác minh mặt phẳng dữ liệu của

pseudowires. VCCV đòi hỏi các thủ tục để tạo nên một kênh điều khiển giữa các

router PE mà cung cấp dịch vụ AtoM. Lớp mạng có thể thực tế là MPLS, L2TPv3,

hoặc là IP. Bởi vì sách này bao phủ chỉ MPLS, nó chỉ (deals) sau đó với MPLS như là

lớp mạng khi nhìn vào VCCV. Nếu MPLS là lớp mạng, VCCV sử dụng lại Ping LSP

MPLS để thẩm tra kết nối của các pseudowire. VCCV tạo ra một kênh điều khiển

giữa các router PE nhờ đó các gói VCCV được gửi đi qua như các gói IP. Bạn có thể

sử dụng 3 lọai kênh điều khiển sau:

- VCCV Inband

- VCCV Out – of – band

- TTL expiry VCCV

Phương thức đầu tiên sử dụng VCCV Inband. Các gói trên VCCV Inband mang

một từ điều khiển. Dữ liệu AtoM có thể mang một từ điều khiển giữa stack nhãn và

tải trọng MPLS. Nibble đầu tiên của từ điều khiển này là (then) 0000. Để cho các gói

trên kênh điều khiển, tuy nhiên, nibble đầu tiên của từ điều khiển là 0001. Từ điều

khiển sau đó đóng vai trò như đối tượng nhận dạng tải trọng (hoặc giao thức

trường ID). Đối tượng giao thức là 0x21 cho các gói Ipv4 hoặc 0x57 cho các gói

Ipv6. Tuy nhiên, sự có mặt của từ điều khiển là không bị áp đặt, vì vậy tùy chọn này

là không phải luôn luôn khả dĩ (sẵn dùng – possible).

Phương thức thứ 2 sử dụng VCCV Out – of – band. VCCV out – of – band

không dựa trên xự xuất hiện của từ điều khiển nhưng xa hơn trên sự xuất hiện một

cách ngay lập tức của nhãn cảnh báo router trên nhãn VC. Vấn đề với sự gần đến

này là những sự bổ sung đó sác định quyết định load balancing dựa trên một nhãn tại

một vài độ sâu trong stack nhãn có thể sửa đổi quyết định này bởi vì sự xuất hiện của

nhãn với giá trị bằng 1. Nếu lưu lượng dữ liệu AtoM và lưu lượng OAM AtoM –

lưu lượng VCCV – lấy một tuyến khác, sự kiểm tra là không thật sự có hiệu lực.

Phương pháp thứ 3 và phương pháp cuối cùng sử dụng sự hết hạn của TTL (TTL

expiry). Về bản chất, giá trị TTL của nhãn VC được đặt đến 1 vì vậy TTL của gói

được gán nhãn hết hạn tại egress PE router, và LSR sẽ kiểm tra gói bởi vì chuyển tiếp

xa hơn. Tuy nhiên, TTL của nhãn VC có thể được viết đề lên khi nhãn đường hầm

được gỡ ra. Bởi vậy, phương pháp thứ 3 là không thích hợp. Phương pháp thứ nhất

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

39

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

là số một mà IOS Cisco sử dụng.

Chú ý: IOS Cisco không ghi đè lên giá trị TTL của 1 trong nhãn VC khi nhãn

đường hầm được lấy ra tại LSR hop áp chót.

VCCV sử dụng tiêu đề gói Ping LSP MPLS và các TLV. Target FEC Stack TLV

được sử dụngl nó chỉ ra một Pseudowire. FEC 128 Pseudowire (new) được sử dụng

cho VCCV trong IOS Cisco.

Khả năng để hỗ trợ một kênh điều khiển và kiểu của kênh này là báo hiệu giữa

(tín hiệu – signaled) các router PE. Điều này được thực hiện bởi một thông số VCCV

TLV (VCCV parameter TLV) trong một TLV giao điện VC FEC cho LDP. LDP là

giao thức báo hiệu giữa các router PE cho AtoM. VCCV parameter TLV giữ một kiểu

kênh điều khiển (CC) và một kiểu sác minh điều khiển (control verification – CV).

CC chỉ ra một vài lọai sau đây:

- Một từ điều khiển với nibble đầu tiên là 0001 và một đối tượng nhận dạng tải

trọng.

- Nhãn cảnh báo router MPLS.

- Một nhãn VC với TTl được đặt lên 1.

Kiểu CV chỉ ra một số điều sau đây:

- Ping ICMP

- Ping LSP

- Bảo vệ chuyển tiếp gói hai hướng (bidirectional Forwarding Detection)

- VCCV sử dụng Ping ICMP khi giao thức mạng là IP hoặc L2TPv3.VCCV sử

dụng Ping LSP khi giao thức mạng là MPLS, như nó là cho AtoM. Cuối cùng,VCCV

có thể sử dụng hai hướng giữa hai nền (platform) – để sác minh phiên giữa hai router

PE. BFD có thể được sử dụng cho một vài của ba giao thức mạng (any of the three

network protocols).

IOS Cisco sử dụng phương thức đầu tiên khi gửi đi các gói VCCV AtoM, gói

đầu tiên (the one with) với từ điều khiển với nibble đầu tiên là 0001 và một đơn vị

nhận dạng tải trọng.

2.3.7 IP Service Level Agreement

Cisco IP Service Level Agreement (IPSLA) là một công cụ đo đạc hiểu suất

mạng mà được nhúng trong IOS Cisco. IP SLA cho phép người điều hành mạng định

lượng hiệu suất mạng một cách thông thạo và có thể nhìn thấy được nếu các SLA

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

40

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

được tham gia vào. Các đặc tính mạng mà bạn có thể đo đạc bao gồm hiệu ứng jitter,

trên trên một tuyến, RTT, và sự mất mát các gói. Những sự đo đạc này có thể được

hoàn thành trên lớp của dịch vụ (class – of – service). IP SLA đo đạc mạng bằng cách

gửi đi những thăm dò một cách tuần hòan. Các thăm dò có thể là các gói giao thức

khác nhau, ví dụ như ICMP, UDP, HTTP, Domain Name System (DNS), FTP, DHCP,

và nhiều hơn nữa. Sự đo đạc hiệu ứng jitter và RTT có thể là quan trọng đặc biệt nếu

mạng có lưu lượng Voice – over – IP (VoIP), bởi vì loại lưu lượng này yêu cầu một

giá trị jitter nhỏ. Bạn cũng có thể sử dụng IP SLA như là một công cụ gỡ rối, bởi vì

nó có thể thu thập thông tin đo đạc từ mạng trong thời gian thực trên toàn bộ mạng.

Cũng như vậy, người quản trị mạng có thể sác định vấn đề với tốc độ tốt hơn khi

không có IP SLA được xuất hiện.

IP SLA yêu cầu một nguồn IP SLA và một thiết bị đích để làm việc. Thiết bị

nguồn luôn luôn là một router Cisco, nhưng thiết bị đích không cần là một router nó

có thể là một host IP. Tuy nhiên, bạn có thể thu thập hầu hết thông tin hữu ích nêu

thiết bị đích là một router Cisco mà đóng vai trò như một đáp ứng SLA IP. IP SLA

được bật trên 2 router biên khách hàng (customer edge – CE): newyork CE và

sydney CE. Hai kiểu của các IP SLA được điểu khiển (monitor) bằng cách cấu hình

hai loại điểu tra rtr1 và rtr2. Router newyork CE là router nguồn, và sydney CE là

router đích. Rtr1 và rtr2 được cấu hình trên router newyork CE. Rtr1 là một lưu

lượng ICMP đơn giản, vì vậy router đích không cần phải là một bộ đáp ứng

(responder). Tuy nhiên, rtr2 đo đạc jitter với các gói UDP. Để cho điều này, router

đích phải là một bộ đáp ứng (responder).

* VRF – Aware IP SLA.

IP SLA tạo ra VRF aware. Điều này có nghiã là nó có thể chạy bên trong một

VRF trên các router PE. Bởi vậy, bạn có thể sử dụng IP SLA để đo đạc hiệu suất của

mạng bên trong VPN từ các router PE. IP SLA có thể, cho ví dụ, đo đạc RTT giữa

các router PE bên trong VRF khách hàng. Từ router PE, các gói điều tra IP SLA

được chuyển tiếp đi sử dụng bảng định tuyến VRF. (equally), IP SLA có thể chạy

trên các router đa VRF CE (multi – VRF CE). Để tạo ra IP SLA chạy trên VPN

MPLS, bạn phải đặt điều tra rtr vào trong VRF chính xác. Nhìn vào hình 2.10 để

thấy một mạng bên trong cái mà nguồn IP SLA đặt lên router PE. Bạn có thể đặt IP

SLA trong các trường hợp (ví dụ - instance) đa VRF và đo đạc hiệu suất mạng thẳng

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

41

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

đến các router CE từ xa hoặc các router PE nêu bạn đặt đáp ứng IP SLA trong VRF

thích hợp (appropriate).

Hình 2.10: IP SLA cho VPN MPLS

Cho sự chính xác của các đo đạc, nó là thích hợp rằng bạn sử dụng các router

được dành cho IP SLA. Các router này thường được đưa ra để đóng vai trò như

các router vô hình (as shadow routers). Bởi vì các router này được dành cho IP SLA,

chúng không được bao gồm trong chuyển tiếp gói và có thể tiêu tốn tất cả quá trình

xử lý của CPU của chúng trên IP SLA. Nếu các router shadow được gắn vào trong

các router PE như là các router CE và bạn có một router shadow trên điểm của sự

xuất hiện (POP), bạn có thể đo đạc hiệu suất của mạng backbone VPN MPLS từ mọi

POP đển mọi POP khác. Nếu các router này được gắn vào các router PE như là các

router multi – VRF CE, chúng có thể thực sự thực hiện các đo đạc CE – to – CE qua

mạng VPN MPLS cho một vài các VPN. Sau đó nó đáp ứng nhu cầu để có một router

shadow trên POP trong mạng. Nhìn vào hình 2.11 cho một mạng VPN MPLS với

các router CE IP SLA shadow đo đạc hiệu suất của POP đến POP.

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

42

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

Hình 2.11: Các router CE IP SLA vô hình (shadow)

2.3.8 Net flow Accounting.

Netflow cung cấp một ý nghiã để tính toán trong các mạng IP, nơi mà có thể sử

dụng cho việc quản trị mạng, lập kế hoạch và tính cước. Dữ liệu thu thập được là

một tập hợp của các thống kê về lưu lượng, như là giao thức, cổng, thông tin về chất

lượng của dịch vụ (QoS). Bạn có thể lấy thông tin mà bạn thu thập được vào trong

lưu lượng mạng đến một bộ collector Netfow để phần tích và tiến hành các quá trình

khác. Một lưu lượng (dòng – flow) là theo một hướng duy nhất và được định nghiã

như là một tập hợp của địa chỉ IP nguồn, địa chỉ IP đích, cổng nguồn, cồng đích,

giao thức, byte ToS, và giao diện lối vào. Netfow cung cấp việc tính toán trong các

mạng IP, nhưng nó cũng có thể cung cấp việc tính toán trong các mạng MPLS. Nhìn

vào hình 2.12 cho một cái nhìn về nơi mà Netfow có thể điều hành các mạng MPLS.

Hình 2.12: Netflow trong các mạng MPLS.

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

43

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

Netflow cũng có thể theo dõi (track) các dòng IP – to – label trên ingress LSR.

Nó không có ý ngĩa quan trọng (matter) dù là giao diện cuộc gọi đến (incoming) là

một IP tòan cầu thường lệ hay là một giao diện VRF. Tại egress LSR, Netflow có thể

cung cấp việc tính toán egress Netflow cho các gói mà đi vào LSR như là các gói đã

được gán nhãn và đi ra LSR như là các gói IP; đó là tuyến nhãn đến IP (label – to –

IP). Nó được gọi là Netflow egress bởi vì các gói được sắp đặt của stack nhãn trên

đường ra ngòai của router của chúng. Giao diện egress trên LSR có thể là giao diện IP

tòan cầu thường lệ hoặc là giao diện VRF. Bởi vậy, bạn có thể tìm thấy Netflow

egress trên các router PE egress trong các mạng VPN MPLS. Cuối cùng, Netflow có

thể thực hiện việc tính toán trong tuyến nhãn tới nhãn (label – to – label). Trong các

từ khác, nó có thể thực hiện việc tính toán cho các gói đã được gán nhãn trên

router P trong các mạng MPLS. Dữ liệu có thể được xuất trong định dạng xuất phiên

bản 9 của Netflow. Trong việc bổ sung cho dữ liệu thông dụng mà bạn có thể thu

thập, bạn có thể (track up) đến 3 nhãn MPLS trong stack nhãn. Các thông tin theo dõi

được là giá trị của các nhãn, giá trị các bit experimental, ứng dụng MPLS (VPN

MPLS, AtoM, TE MPLS, and so on) này được kết hợp với đỉnh nhãn, và tiền tố mà

được kết hợp với đỉnh của nhãn. Nó là quan trọng mà tải trọng MPLS không có

(không phải là IP). Netflow MPLS – aware có thể theo dõi các gói đã được đóng nhãn

mà mang tải trọng không phải IP, ví dụ như các gói AtoM.

Để cho phép việc tính toán Netflow trên một router, bạn phải cấu hình câu lệnh

“ip route-cache flow” trên giao diện ra. Bạn có thể nhìn thấy các thống kê Netflow

trên router với câu lệnh “show ip cache [verbose] flow”. Trên ingress LSR của một

mạng MPLS, bạn có thể cấu hình “ip route-cache flow” trên giao diện ingress, ngay

cả nếu nó là một giao diện VRF.

Để cấu hình việc tính tóan egress Netflow, bạn phải cấu hình câu lệnh giao diện

“mpls netflow egress” trên giao diện egress của egress LSR.

Để cấu hình Netflow MPLS – aware, cấu hình câu lệnh global “ip flow-cache

mpls label-positions [label-position-1 [label-position-2 [label-postion-3]]] [mpls-

length] [no-ip-fields]”. Bạn có thể chỉ rõ vị trí của nhãn như là là đang lên đến nhãn

thứ 6 trong stack nhãn. Một yêu cầu tiên quyết cho đặc tính này là để cho phép

Netflow trên giao diện với dòng lệnh “ip route-cache flow [input]”. Để thấy một

ảnh chụp nhanh của cache Netflow MPLS-aware trên router, bạn phải sử dụng lệnh

“show ip cache verbose flow”.

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

44

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

2.3.9 SNMP/MIBs

SNMP là một giao thức mà cung cấp giao tiếp giữa một nhà quản trị SNMP

(thông thường là vậy) và tác nhân SNMP trong các mạng IP. Tác nhân SNMP là một

phương tiện phần mềm mà chạy trên một thiết bị được quản trị. SNMP cung cấp một

framework được chuẩn hóa cho việc quản trị các thiết bị trong mạng. Một phần của

framework là các MIB và kiến trúc của thông tin quản trị (Structure of Management

Information – SMI). SMI cung cấp các kĩ thuật để định ngĩa MIB. Sự phong phú của

các MIB là sẵn dùng, và những cái mới vẫn luôn luôn đang được định nghiã. Hầu hết

các giao thức có sở hữu các MIB của chúng. Tuy nhiên, các MIB khác không được

ràng buộc cho một giao thức nào đó, nhưng xa hơn để một công cụ phần mềm nào đó

trên tác nhân SNMP. Bạn có thể truy cập các MIB SNMP bằng cách sử dụng một lệnh

đơn giản trên môt trạm quản trị (management station) hoặc bởi một bộ phận phức tạp

của phần mềm với một giao diện người dùng đồ họa đang chạy trên trạm quản trị

đang quản lên đến hàng ngàn các thiết bị trong mạng. MIB quả thật được bao gồm của

một tập hợp các đối tượng mà tham khảo (refer) cho một thực thể được quản trị trên

thiết bị. Giá trị của các đối tượng có thể được đọc bởi một lệnh GET hoặc GETNEXT

được phát ra từ trạm quản trị. Trong một vài trường hợp, bạn có thể đặt đối tượng

được quản trị với một lệnh SET từ trạm quản trị. Nhìn vào hình 2.13 cho một cái nhìn

tổng quan về giao thức SNMP.

Hình 2.13 : Tổng quan về giao thức SNMP

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

45

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

SNMP có thể quản trị các node trong mạng trong hai kiểu: một kiểu polling và

một kiểu điều khiển ngắt (interrupt-driven). Trong kiểu (polling), một trạm quản trị

lựa chọn một cách tuần hòan hoặc chất vấn các thiết bị trong mạng. Một vấn đề là tần

số của việc bầu chọn các thiết bị khi định lượng trạng thái cảu các thiết bị mạng –

ví dụ như các router. Nếu một sự kiện không rõ ràng xuất hiện, ví dụ như một giao

diện bị down, nó có thể lấy một giao diện khác trong khi trước khi trạm bầu chú ý tới

sự kiện xuất hiện Bởi vậy, kiểu thứ hai (second fashion) là điểu khiển ngắt. Ngay

khi một sự kiện xuất hiện trên thiết bị được điều khiển, SNMP gửi đi một bẫy đến

trạm quản trị báo cho nó biết về sự thay đổi.

Một MIB là một tập hợp của các đối tượng được quản trị, mỗi một đối tượng với

một tên (giá trị), trạng thái, truy cập, và cú pháp. Nhiều MIB là sắn dùng, môt vài

trong số đó được định nghiã bởi các body chuẩn và một vài thuộc quyển sở hữu

(propietary) hoặc được nâng cao với các thông tin quyền sở hữu. Dưới đây chỉ liệt

kê chỉ các MIB mà có liên quan tới MPLS và chúng được hỗ trợ trong IOS Cisco.

Sau đây là các MIB mà phù hợp với điều này:

- MPLS – LDP – MIB

- MPLS – TE – MIB

- MPLS – VPN – MIB

- CISCO – IETF – PW – MIB

- CISCO – IETF – PW – MPLS – MIB

- CISCO – IETF – PW – TC – MIB

Nó nên là rành mạch mà hầu hết các MIB trình bày bởi nhìn vào tên của chúng.

MPLS – LDP – MIB là MIB mà có các đối tượng liên quan tới LDP. Nó giữ các đối

tượng mà liên quan tới ID router LDP, thông tin ngang hàng LDP, và các phiên.

MPLS – LSR – MIB giữ các đối tượng mà liên quan tới các bộ đếm, LFIB, các nhãn

chuẩn bị tới và chuẩn bị đi ra ngoài, and so on. Nói ngắn gọn, MPLS – LSR – MIB

có thể mang đến cùng một thông tin như đã nhìn thấy với câu lệnh “show mpls

forwarding-table”. MPLS – TE – MIB là MIB mà giữ các đối tượng liên quan tới TE.

MPLS – VPN – MIB là MIB mà chia với các đối tượng VRF – specific.

PW trong một vài MIB (stand for) pseudowrie; các MIB đó liên quan tới AtoM

nếu được đặt dưới giao thức mạng là MPLS. IF – MIB là tên của MIB giao diện. Nó

đã được nâng cao trong IOS Cisco để hỗ trợ lớp MPLS. Như ví dụ, các thống kê

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

46

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

có thể thực hiện việc bầu cho lưu lượng nhãn mà đang được chuyển qua router. Ta có

thể kiểm tra trạng thái điều hành của MPLS trên một giao diện và MTU MPLS của

một giao diện bằng cách sử dụng MIB này.

Một vài MIB mà liên quan tới việc định tuyến là không thực sự liên quan tới

MPLS một cách trực tiếp. Tuy nhiên, không có định tuyến, MPLS là không khả thi;

bởi vậy, khi nói về việc quản lý các mạng MPLS, là cần thiết để quản lý việc định

tuyến IP. Đó là lý do tại sao nêu bạn đang chạy OSPF trong mạng của bạn, bạn sẽ

thấy thú vị với OSPF – MIB. Nếu bạn đang chạy VPN MPLS, các MPLS BGP4 –

MIB và CISCO – BGP4 – MIB sẽ là hấp dẫn. Khi bạn đang chạy MPLS TE, RSVP –

MIB sẽ làm bạn hài lòng.

Bây giờ là thời điểm tốt để nhìn vào môt ví dụ từ MIB MPLS – TE. Một đối

tượng giữ lại các sự chuyển đổi trạng thái của đường hầm TE. Tên đối tượng là mpls

Tunel State Transitions, và nhận dạng đối tượng (Object Identifier – OID)

là 1.3.6.1.3.95.2.2.1.26. OID này định nghĩa duy nhất đối tượng. Nó định nghiã tổ

chức nào ấn định MIB, phân loại MIB, và chỉ ra đối tượng nào là từ MIB đó. OID

là một danh sách của các số nguyên, đọc từ trái qua phải, nó chỉ ra một cách duy nhất

đối tượng được quản trị. Hình 2.14 chỉ ra cây OID của đối tượng mpls Tunel State

Transitons.

Hình 2.14 : OID của MPLS Tunel State Transitions

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

47

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

Tất cả các OID của tất cả các MIB có thể được trình bày trong toàn bộ cây OID.

Trong ví dụ này, 1.3.6.1.3.95.2.2.1.26 biên dịch tới iso(1); Org(3); dod(6); internet

(1); experimental(3); mplsTeMIB(95); Mpls TeObjects(2); mplsTunelTable(2);

mplsTunelEntry (1); mplsTunelStateTransitions(26).

2.3.9.1 Context – Based Access for SNMP over MPLS VPN

Hơn nữa, SNMP truy cập đến các thiết bị một cách toàn cầu, có nghiã là SNMP

truy cập cho tòan bộ thiết bị. Tuy nhiên, với sự giới thiệu của VPN MPLS, bạn thấy

khái niệm của các VPN và các VRF trên các router PE. VPN cung cấp một bảng định

tuyến VRF, bảng VRF CEF, và các giao diện VRF trên các router PE. VRF không

phải là một phần của phạm vi tòan cầu của router PE, nhưng xa hơn phạm vi VRF.

Vấn đề là khi lưu lượng SNMP đi vào trong router PE thông qua các giao diện VRF

hoặc khi các bẫy rời router PE thông qua các giao diện VRF. Các trạm quản trị bên

trong các VPN khách hàng có thể truy cập phạm vi quản trị toàn bộ của router PE,

ngay cả nếu SNMP yêu cầu vào trong router PE thông qua một giao diện VRF. Các

trạm quản trị khách hàng trong VPN sẽ không cho phép thấy được toàn bộ router PE

hoặc phạm vi toàn bộ (toàn cầu) của router thông qua các giao thức quản trị.

Để cho phép khách hàng VPN truy cập chỉ dữ liệu MIB mà có liên quan (pertain)

tới VRF của khách hàng này, nhà cung cấp dịch vụ có thể cấu hình một phạm vi

SNMP cho VRF này. Bởi thế (consequently), khách hàng chỉ có thể truy cập dữ liệu

SNMP trong phạm vi đó và không thể truy cập dữ liệu MIB từ các khách hàng VPN

khác trên cùng một router PE. Từ khóa phạm vi dưới sự cấu hình IP VRF được sử

dụng để kết hợp đọc viết hoặc thông báo cái nhìn SNMP (notify SNMP view) vào

trong một phạm vi SNMP. Bạn cũng có thể ngăn cản truy cập tới một số cây MIB

nào đó. Điều đó là quan trọng để chú ý rằng cho sự truy cập dựa trên phạm vi

(context – based access) cho SNMP trên VPN MPLS để làm việc cho một MIB nào

đó, MIB này cần tạo ra (context– aware).

2.3.9.2 Các MIB VPN MPLS.

MIB này được sử dụng một cách đặc biệt để thiết lập hoặc lấy các đối tượng liên

quan tới VPN MPLS là MIB VPN MPLS. MIB VPN MPLS có các đối tượng liên

quan tới các VRF trên router PE. Tòan bộ các đối tượng liên quan tới VRF, các

giao diện VRF, bảng định tuyến VRF, và thông tin BGP. Để ví dụ, đối tượng “mpls

Vpn Vrf Route Table” với OID 1.3.6.1.3.118.1.4.1 cho phép trạm quản lý mạng từ

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

48

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

nhà cung cấp dịch vụ để lấy các bảng định tuyến VRF từ các router PE. Thông tin

này bao gồm tiền tố, metric tuyến, thông tin hop kế tiếp, giao thức, và một số khác từ

các bảng định tuyến VRF. Ví dụ khác là miêu tả của VRF trên router PE. Nếu bạn cấu

hình một mô tả cho các VRF trên các router PE, bạn có thể lấy lại nó với đối tượng

“mplsVpnVrfDescription”.

2.3.10 Syslog

Syslog là một phương thức để gửi đi các thông điệp từ router đến host mà đang

chạy một deamon syslog. Tuy nhiên, bạn cũng có thể lưu trữ các thông điệp syslog

cục bộ trên router. Nếu bạn gửi đi các thông điệp syslog đến một host thu thập các

thông điệp từ tất cả các thiết bị trong mạng, bạn thấy một khung cảnh toàn bộ và

bạn có thể lưu trữ các thông điệp một cách bảo mật và quản lý chúng tốt hơn. Bạn có

thể nhìn vào và thao tác file syslog vì vậy nó cung cấp sự quản lý và gỡ rối tốt hơn.

Các thông điệp syslog có một số thứ tự giữa 0 và 7, trình diễn sự ngiêm ngặt

(severity) của thông điệp. Bạn có thể sử dụng số thứ tự này để giới hạn số thông

điệp gửi đến server syslog tùy theo mức độ quan trọng của thông điệp. Bảng 2.5

mang đến một cái nhìn tổng quan của các mức độ ngiêm ngặt của các thông điệp

syslog.

Bảng 2.5: Logging Priorities.

Mức ưu tiên cao nhất là mức 0, và mức thấp nhất là mức 7. Nếu bạn chỉ định rõ

mức độ của ngiêm ngặt (severity), các thông điệp với số chỉ mức độ ngiêm ngặt này

và các mức thấp hơn được gửi đến server syslog hoặc lưu trữ một cách cục bộ. Nếu,

ví dụ, bạn chỉ rõ mức độ 3 cho các thông điệp được gửi đi đến server syslog, tất cả

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

49

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

các thông điệp mà có mức độ ngiêm ngặt 3,2,1,0 được gửi đi. Định dạng của thông

điệp syslog như sau:

* Ánh xạ thông điệp OAM (OAM Message Mapping)

Ánh xạ thông điệp OAM là quan trọng trong trường hợp của AtoM. Trong các

mạng AtoM, pseudowires hoặc các VC vận chuyển các frame lớp 2 qua đám

mây MPLS. Hướng về các đám mây lớp 2 tự nhiên (toward the native Layer 2 clouds)

trên mỗi mạng MPLS là các AC với sự đóng gói lớp 2 riêng biệt. Một khía cạnh quan

trọng khi quản trị dịch vụ này là việc ánh xạ của các thông điệp OAM của các AC lên

trên các thông điệp OAM pseudowire được định nghiã mới nhất trên các pseudowire

và (vice versa). Các chỉ thị cảnh báo đặc trưng có thể được chuyển vận giữa các router

PE, chỉ ra trạng thái của các pseudowire và các AC. Mỗi giao thức lớp 2 trên AC có

thể có tập hợp các cảnh báo và thông điệp báo lỗi. Ví dụ, ATM có nhiều các chỉ thị

quản lý lỗi hơn Frame Relay. Mỗi một thông điệp tự nhiên – như đã được định nghiã

bằng giao thức lớp 2 – sẽ được ánh xạ lên trên các thông điệp OAM pseudowire được

định nghiã mới nhất. Các thông điệp OAM pseudowire này được chuyển vận qua các

pseudowire giữa các router PE và có thể chỉ ra trạng thái của các AC hoặc các

pseudowire. Ánh xạ này là cần thiết để cung cấp một dịch vụ cạnh tranh (emulate) của

các giao thức lớp 2 tự nhiên đầu cuối qua mạng MPLS. Ánh xạ này là quan trọng khi

các mạch lớp 2 tự nhiên được hoàn thành (giới hạn – terminate) trên các router PE.

Khi các mạch lớp 2 là không được hoàn thành trên các router PE – ví dụ, Frame

Relay tỏng mode port trên MPLS – các thông điệp OAM tự nhiên được chuyển vận

qua các pseudowire một cách trong suốt (transparently). Trong trường hợp này, nó là

không cần thiết để ánh xạ các thông điệp tại các router PE.

Router PE có thể nhận được các cảnh báo từ các AC chỉ thị các vấn đề hoặc trạng

thái của mạch hoặc liên kết có thể đơn giản là bị down. Router cần phải chuyển

vận trạng thái này qua pseudowire. Pseudowire co thể bị down hoặc bị lỗi vì một số lí

do khác nhau. Router sau đó phải biên dịch trạng thái này trong các thông điệp OAM

mà được gửi lên trên các AC. Router PE có thể phát hiện một cách trực tiếp một vấn

đề với pseudowire nếu giao diện nằm bên dưới bị down hoặc nếu nhãn VC có một vấn

đề. Tuy nhiên, nó có thể cũng phát hiện qua một giao thức khác nào đó, ví dụ như

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

50

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

Ping LSP. Mục tiêu là đảm bảo được việc định lượng kiểm tra đầu cuối của mạng.

Lấy ví dụ, nếu một router PE phát hiện rằng PVC Frame Relay cục bộ là không hoạt

động, nó có thể ánh xạ vào một thông điệp trạng thái pseudowire, cái mà được gửi

đến router PE từ xa. Router PE từ xa sau đó sẽ thông dịch thông điệp trạng thái

pseudowire này vào các cảnh báo Frame Relay tương ứng mà được gửi ra ngòai

lên trên đến egress PVC Frame Relay.

ATM sử dụng các cell OAM sau đây:

- Các cell Loopback

- Các cell kiểm tra sự liên tục (continuity check – CC)

- Các cell tín hiệu chỉ thị cảnh báo (Alarm Indication Signal – AIS)

- Các cell chỉ thị phát hiện từ xa (Remote Detection Indication – RDI)

Các cel AIS được gửi (downstream) của lỗi, và các cell RDI được gửi upstream.

Các router PE phải nhìn vào các cảnh báo đó và ánh xạ chúng vào các thông điệp

trạng thái pseudowire và (vice versa). Trong IOS Cisco các router PE có thể đáp ứng

tới các cell OAM cuối cùng (the PE router cann respond to End OAM cells) nếu

“oam-ac emulation-enable” được bật lên; trường hợp ngược lại, chúng được gửi

đi một cách tron suốt qua pseudowire. Các router PE có thể đáp ứng để (to the

segment OAM cells if the OAM segment Endpoint feature is configured) . Câu lệnh

cấu hình cần thiết cho điều này là “oam-ac segment endpoint”.

2.3.11 Chuyển mạch bảo vệ (protection switching)

Chuyển mạch bảo vệ là một thuật ngữ mà ITU-T đang sử dụng. Họ công nhận

rằng chức năng chuyển mạch bảo vệ là quan trọng để nâng cao hiệu lực và tính tin

cậy của các mạng MPLS. Chuyển mạch bảo vệ ngụ ý rằng cả định tuyến và tài

nguyên được tính toán và ấn định để bắt đầu bảo vệ LSP trước các lỗi xuất hiện.

Tại thời điểm xuất hiện chức năng cho chuyển mạch bảo vệ là giới hạn cho các

đường hầm LSP điểm đến điểm (point to point) và có hai loại kiến trúc được đề xuất

đó là: kiểu 1+1 và kiểu 1:1. Các chức năng khác và kiểu kiến trúc khác là cho việc

ngiên cứu sau này. Kiểu kiến trúc 1+1 sử dụng một LSP bảo vệ được giành cho cho

mỗi LSP đang làm việc. Tại ingress LSP của vùng được bảo vệ, LSP làm việc được

nối lên LSP bảo vệ. Lưu lượng trên các LSP làm việc và các LSP bảo vệ được phát

cùng một lúc đến egress LSR của vùng được bảo vệ. Khi lưu lượng đến egress LSR

của vùng được bảo vệ việc lựa chọn giữa LSP làm việc và LSP bảo vệ là dựa trên một

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

51

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

vài tiêu chuẩn được sác định trước, ví dụ như dấu hiệu của lỗi cụ thể nào đó.

Trong kiểu kiến trúc 1:1, một LSP bảo vệ được cho mỗi một LSP làm việc. Lưu

lượng làm việc được phát đến mỗi LSP hoặc là LSP làm việc hoặc là LSP bảo vệ.

Phương thức cho sự lựa chọn giữa các LSP bảo vệ và LSP làm việc phụ thuộc vào kĩ

thuật và được thực hiện bởi ingress LSR của vùng được bảo vệ. LSP bảo vệ có thể

được sử dụng để mang lưu lượng mở rộng khi nó không được sử dụng để truyền phát

lưu lượng làm việc.

Chuyển mạch bảo vệ sẽ được xây dựng khi:

- Được khởi tạo bởi người quản trị điều khiển.

- Lỗi tín hiệu được trình bày trên LSP kết nối, LSP làm việc hoặc LSP bảo vệ

và không được thể hiện trên các LSP khác. Lỗi này có thể được phát hiện bằng cách

sử dụng các gói CV.

- Thời gian đợi để phục hồi hết hiệu lực và lỗi tín hiệu không được thể hiện trên

LSP làm việc.

Hai kiến loại kiến trúc bảo vệ được giải thích ở trên là chuyển mạch bảo vệ LSP

nơi một chuyển mạch từ thực thể làm việc đến thực thể bảo vệ phải được thực hiện

khi một lỗi được phát hiện và tín hiệu hoá. Cũng có một đề nghị khác từ một kế

hoạch bảo vệ chuyển mạch của ITU-T. Đó là một kế hoạch bảo vệ tuyến 1+1 mức

gói, được đề xuất bởi Lucent Technologies. Nó cung cấp một sự khôi phục một cách

tức thời từ các lỗi mà không có sự mất gói in-transit trên LSP bị lỗi. Các lỗi được gộp

vào bao gồm một vài các lỗi đơn trong lớp vật lý, lớp liên kết và lớp MPLS.

Để cung cấp dịch vụ bảo vệ 1+1 mức gói giữa hai edge LSR mạng MPLS, đó là

ingress LSR và egress LSR, một cặp của LSP MPLS được thành lập dọc theo các

đường tháo rời ra. Các gói được cung cấp 2 lần tại ingress node vào trong 2 LSP và

đính kèm thêm số thứ tự hàng đợi vào nó. Khi gói đến ingress node, một trong hai

bản copy được lựa chọn. Trong cách này sẽ không có sự mất mát các gói in-transit trên

LSP bị lỗi.

Sự phân biệt giữa bảo vệ 1+1 mức gói và 2 kế hoạch bảo vệ chuyển mạch truyền

thống được đưa ra bởi ITU-T là không cần thiết cho sự phát hiện lỗi một cách tường

minh, báo hiệu và chuyển mạch bảo vệ giữa 2 LSP và kế hoạch coi mỗi LSP như là

các LSP làm việc.

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

52

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

2.3.12 Định tuyến lại nhanh (Fast rerouting)

Trong thứ tự để thấy được sự cần thiết của các ứng dụng thời gian thực như là hội

nghị video và các dịch vụ khác, IETF Network Working Group đã tìm kiếm (finds it

highly desirable) để cho phép gửi lại lưu lượng người dùng vào trong các đường hầm

LSP dự phòng trong khoảng chục mili giây. Trong chương nhỏ này chúng ra đang

viết về các LSP định tuyến tường minh. Các LSP dự phải được đặt càng gần điểm lỗi

càng tốt, khi báo cáo lỗi giữa các node có thể phải trả giá đáng kể về trễ. Có một đoạn

dự phòng cho mỗi liên kết và chúng được tính toán và phân bố trước khi xảy ra lỗi.

Khi một lỗi xuất hiện trên một liên kết hoặc một node thì lưu lượng trên liên kết sẽ

nhanh chóng chuyển qua đoạn dự phòng và cùng một thời điểm ingress LSR sẽ được

thông báo. Nó sẽ tính toán một tuyến thay đổi cho LSP thứ cấp. Lưu lượng sẽ

ngay lập tức được chuyển vào đường LSP mới để thay thế cho lưu lượng trên đoạn

dự phòng. Ta sử dụng thuật ngữ sửa chữa cục bộ khi đưa đến các công ngệ thực hiện

điều này, và đưa đến LSP rằng kết hợp đường hầm dự phòng như là một LSP được

bảo vệ. Nó hỗ trợ cho cho kiểu điểm đến điểm theo một phương duy nhất, nhưng điểm

đến đa điểm và đa điểm đến điểm là cho các mục đích ngiên cứu cho CR-LDP.

Có 2 cách cài đặt các đường hầm dự phòng. Đó là one-to-one backup và facility

backup cho RSVP-TE và cho CR-LDP độc quyền và chia sẻ bảo vệ băng thông tương

ứng. Lưu lượng sẽ được chuyển vào đoạn dự phòng khi lỗi xuất hiện tại LSP được

bảo vệ và sẽ được chuyển trở lại về LSP được bảo vệ khi mà tuyến đã được sửa chữa.

Chiến lược đầu tiên điều hành trên cơ sở của LSP dự phòng cho mỗi LSP được

bảo vệ. Một tuyến chuyển mạch nhãn được thiết lập cắt ngang đường hầm đầu tiên

một vài nơi downstream của điểm của liên kết hoặc lỗi node. Cho rằng mỗi LSP được

được sao lưu, tuyến LSP dự phòng được thành lập. Cho ý nghĩa thứ hai của các

LSP dự phòng, một LSP đơn được tạo ra để cung cấp cho tuyến dự phòng một tập

hợp các LSP, thay thể cho sự tạo ra một LSP tách biệt cho một LSP dự phòng.Chúng

ta gọi mỗi một đường hầm LSP là một đường hầm thông giải.

Có thể phát hiện ra lỗi liên kết thông qua một kĩ thuật phát hiện lỗi lớp 2. Dò lỗi

node được hoàn thành thông qua sự mất IGP của node liền kết hoặc các thông

điệp RSVP hello mở rộng như đã được định nghiã.

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

53

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

2.3.13 MPLS và kĩ thuật lưu lượng

Điều hành hoặc quản trị, như ta vẫn thường thấy, các từ đó mô tả cùng một chức

năng. Rất nhiều những tác vụ mà kĩ thuật lưu lượng có, giải quyết một cách chính

xác vùng điều hành này. Khía cạnh của MPLS đang quan tâm là đo đạc và điều khiển.

Điều này mang đến cho các nhà điều hành mạng một sự mềm dẻo quan trọng trong

việc điều khiển các tuyến của dòng lưu lượng qua mạng của họ và cho phép các điều

khoản được bổ sung mà có thể kết quả trong việc tối ưu hoá hiệu năng của các mạng.

Nhưng tất nhiên rằng có một sự giới hạn việc điều hành của bao nhiêu các LSP trong

thực tế cần thiết. Một số lớn của các đường hầm LSP cho phép điều khiển tốt hơn qua

sự phân bố của lưu lượng qua mạng, nhưng làm tăng sự phức tạp của việc điều hành

mạng.

Một đường từ một node này đến node khác phải được tính toán, ví dụ như tuyến

có thể cung cấp QoS cho lưu lượng IP và lấp đầy các yêu cầu khác vể lưu lượng có

thể có. Mỗi một tuyến được tính toán, kĩ thuật lưu lượng, nơi là một subnet của sự

ràng buộc dựa trên định tuyến, là có thể đáp ứng cho việc thành lập và bảo dưỡng cho

trạng thái chuyển tiếp gói tin dọc theo tuyến.

Trong thứ tự để làm thấp hơn sự sử dụng của các kết nối bị tắc ngẽn và trợ giúp

những nguồn tắc ngẽn, một người quản trị có thể sử dụng phương pháp TE để

định tuyến một subnet của lưu lượng từ các liên kết đó lên trên rất nhỏ các yếu tố

topo mạng tắc ngẽn. Đây có thể là ví dụ cho việc tạo các đường hầm LSP mới xung

quanh vùng bị tắc ngẽn riêng biệt.

Phương pháp TE có thể được áp dụng để phân bố một cách hiệu quả tập hợp lưu

lượng tải trọng làm việc thông qua các liên kết song song giữa các nodes. Trong

cách này nó có thể khai thác tài nguyên mạng triệt để hơn. Người ta có thể sử dụng

các thông số băng thông LSP để điều khiển tỉ lệ của yêu cầy đi qua mỗi liên kết. Nó

cũng có thể dùng để cấu hình tường minh các tuyến cho các đường hầm LSP để phân

bố các tuyến thông qua các liên kết song song, và sử dụng những điểm tương đồng

để ánh xạ các LSP khác lên trên những liên kết khác.

Đôi khi người ta để ngăn cản các loại nào đó của lưu lượng để chắc chắn các kiểu

của các liên kết, hoặc ngăn chặn các kiểu nào đó tường minh của các liên kết cho các

tuyến cho một vài loại của lưu lượng. Điều này là có ích khi ngăn cản cho trường

hợp lưu lượng lục địa đi ngang qua đại dương. Trong một ví dụ khác, có thể chắc

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

54

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

chắn ngăn chặn lưu lượng từ một subnet của các mạch để giữ các LSP liên vùng, luôn

luôn từ các mạch mà chúng bị đảo ngược cho lưu lượng.

Hình 2.15: Ví dụ về kĩ thuật lưu lượng

Ví dụ, trong ví dụ về kĩ thuật lưu lượng đưa ra trên hình 2.15, có 2 tuyến từ router

C đến router G. Nếu router chọn 1 trong số các tuyến như là tuyến ngắn nhất, nó

sẽ mang toàn bộ lưu lượng dự định đến cho router G thông qua tuyến này. Khối lưu

lượng kết quả thu được trên tuyến đó có thể gây nên tắc nghẽn, trong khi tuyến khác

thì lại không sử dụng hết tải Để tối đa hoá hiệu suất của toàn bộ mạng, ta có thể dịch

một vài phần của lưu lượng từ một kết nối đến một kết nối khác.

Hình 2.16: BGP phân phối nhãn qua nhiều Autonomous System.

Trong ví dụ đơn giản này ta có thể đặt cost của tuyến từ C-D-G cân bằng với cost

của tuyến C-E-F-G. Vì vậy một sự gần tiến đến cân bằng tải trở nên khó khăn, nếu có

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

55

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

thể, trong các mạng với một topology phức tạp. Các tuyến được định tuyến tường

minh, thực hiện bằng cách sử dụng MPLS, có thể được sử dụng như là một cách đơn

giản hơn và mềm dẻo của vấn đề đánh địa chỉ này, cho phép một vài phần của lưu

lượng trên một tuyến tắc ngẽn được rời đi đến một tuyến ít tắc nghẽn nhất.

BGP có thể dùng để thiết lập phân phối nhãn cho các LSP đi xuyên qua các

mạng của nhiều nhà cung cấp khác nhau. Hình 2.16 trên gồm 3 hệ tự trị là A,B,C.

AS A cấp phát cho khách hàng Prefix địa chỉ (FEC) “a.b/16”. Router C3 quảng bá nó

như một NLRI cho AS-A và AS-B bằng bản tin BGP UPDATE có chứa Next-hop và

ASPATH. Bản tin update được gủi bởi C3 đến A3 còn mang một ánh xạ từ FEC

“route reflector”. Nhằm tìm cách tốt nhất để chuyền tiếp các gói đến prefix “a.b/16”,

A1 có thể xác định rằng đường AS ngắn nhất là qua hop kế A3 sử dụng nhãn L. nhờ

định tuyến nội và giao thức phân phối nhãn của mình, router A1 cũng biết rằng tuyến

tốt nhất để đến A3 là đi qua A2 sử dụng nhãn M. Kết quả là khi chuyển gói đến

prefix “a.b/16”, router A1 push nhãn L lên gói rồi push tiếp nhãn M trên đỉnh stack .

Như vậy, một LSP được chui bên trong một đường hầm LSP khác. LSP1 bên ngòai

kéo dài từ A1 đến A3. Trong khi đó, LSP 2 kéo dài từ AS A đến AS C và có một đoạn

chui bên trong LSP1.

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

56

Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

KẾT LUẬN

Bài báo cáo đã trình bày một cách tổng quan về công nghệ MPLS và các giao

thức vận hành và bảo dưỡng mạch chuyển nhãn đa giao thức. Mục tiêu cơ bản của

công nghệ này là tích hợp kĩ thuật định tuyến IP và chuyển mạch ATM vào thành một

kĩ thuật đơn nhất. MPLS giải quyết tốt vấn đề tắc nghẽn, tận dụng tối đa tài nguyên

mạng, góp phần nâng cao QoS trên mạng, cho phép các nhà khai thác viễn thông

giảm bớt chi phí vận hành, đơn giản hóa việc quản lí lưu lượng và hỗ trợ các dịch vụ

IP liên kết với nhau. Nội dung chính là trình bày về công việc phát hiện và sữa lỗi trên

các mạng MPLS. Nêu ra được các yêu cầu của OAM cho mạng MPLS. Đồng thời

đưa ra các công cụ để thực hiện các kĩ thuật OAM. Thấy được kĩ thuật Ping LSP và

Traceroute LSP MPLS cũng như những đặc trưng của chúng được sử dụng trong IOS

Cisco. Thấy được công cụ VCCV được sử dụng như thế nào để kiểm tra mặt phẳng

dữ liệu của các mạng AtoM. Bài khóa luận đã nêu ra được một số công cụ cho việc

đo đạc IP SLA, tính toán cho các mạng MPLS. Sử dụng các công cụ như MIB,

SNMP, traps, syslog trong việc quản trị các mạng VPN MPLS đặc trưng. Cuối cùng,

giành một phần ngắn cho việc trình bày về ánh xạ các thông điệp OAM, cái mà ánh

xạ các thông điệp giao thức lớp 2 tự nhiên lên các thông điệp OAM pseudowire.

Qua quá trình tìm hiểu thực hiện nội dung của bài báo cáo, em hiểu thêm được

tầm quan trọng của công nghệ MPLS, để duy trì sự họat động một cách ổn định và

hiệu quả của mạng, nâng cao chất lượng dịch vụ, khai thác tốt lợi thế vượt trội mà

công nghệ MPLS này mang lại.

Do điều kiện về thời gian hạn hẹp, em chưa thể thực hành được trên các dòng

router có hỗ trợ MPLS, cũng như chưa thể thực hiện mô phỏng được, vì vậy nội

dung bài báo cáo vẫn là tìm hiểu trên lý thuyết. Mặc dù đã nỗ lực rất nhiều để khắc

phục khó khăn này nhưng cũng không thể tránh khỏi những sai sót. Em rất mong

nhận được những đóng góp của các thầy cô giáo cũng như các bạn sinh viên để em

hoàn thiện kiến thức, nắm chắc được về công nghệ này.

SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B

57

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Các sách tham khảo

[1] Đỗ Mạnh Quyết, Phùng Văn Vận, Nguyễn Tất Đắc (2003) - Công nghệ

chuyển mạch nhãn đa giao thức.

[2] TS. Trần Công Hùng (2009) - Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS

[3] Mitchel, S. (2006) MPLS Fundamentals Cisco Press Nev

Tổng hợp thông tin từ một số trang Web:

[4] Tạp chí bưu chính viễn thông trực tuyến http://www.tapchibcvt.gov.vn

[5] Trang web chuyên ngành công nghệ điện tử viễn thông của

http://vnexperts.net

[6] Trang web về công nghệ Việt Nam http://vnpro.org

[7] Trang web thư viện tài liệu http://tailieu.vn

ix

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

x