Luận văn: Chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát, HOT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TẬP ĐOÀN BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆT NAM
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
---------------------------------------
BÁO CÁO
TÊN ĐỀ TÀI:
CHUYỂN MẠCH NHÃN
ĐA GIAO THỨC TỔNG QUÁT
CHUYÊN NGHÀNH: TRUYỀN DỮ LIỆU VÀ MẠNG MÁY TÍNH
HỌ VÀ TÊN HỌC VIÊN:
NGUYỄN QUANG HỌC
NGUYỄN MINH PHƯƠNG
NGƯỜI HƯỚNG DẪN:
TS. LÊ QUỐC CƯỜNG

Thành phố Hồ Chí Minh - NĂM 2011
GMPLS - CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TỔNG QUÁT
Trang ii

MỤC LỤC
MỤC LỤC...............................................................................................................................i
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT....................................................................................ii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ...............................................................................................iv
MỞ ĐẦU................................................................................................................................1
CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TỔNG QUAT................................................2
1. Từ MPLS đến MPλS /GMPLS.....................................................................................2
2. KHÁI QUÁT CHUNG GMPLS ....................................................................................4
3. Sự tách rời của mặt phẳng dữ liệu với mặt phằng điều khiển.....................................9
4. Giao thức định tuyến.................................................................................................10
4.1 Mở rộng OSPF....................................................................................................10
4.2. Quảng bá liên kết TE..........................................................................................12
5. Giao thức báo hiệu....................................................................................................16
5.1 Giao thức mở rộng RSVP-TE..............................................................................16
5.2 Yêu cầu nhãn tổng quát.......................................................................................18
5.3 Báo hiệu đường hai hướng.................................................................................21
5.4 Việc cài đặt nhãn.................................................................................................23
5.5 Cấu trúc báo hiệu................................................................................................25
6 Giao thức quản lý đường kết nối – Link Management Protocol..................................27
6.1 Sự cần thiết của LMP..........................................................................................27
6.2 Các loại đường liên kết dữ liệu............................................................................28
6.3 Các chức năng của LMP.....................................................................................28
7 Mô hình ngang hàng và mô hình phủ kính.................................................................35
7.1 Mô hình ngang hàng............................................................................................36
7.2 Mô hình phủ kính.................................................................................................37
KẾT LUẬN..........................................................................................................................39
Tài liệu tham khảo................................................................................................................40
Trang i

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt
CR-LDP Constraint Base Routing-
Label Distribution Protocol
Giao thức phân bố nhãn hỗ trợ định
tuyến ràng buộc
DWDM Dense Wavelength Division
Multiplexing
Ghép kênh phân chia theo bước sóng
mật độ cao
ETDM Electronic Time-Division
Multiplexed
Ghép kênh phân chia thời gian điện
FSC Fiber Switch Capable Khả năng chuyển mạch quang
GMPLS Generalized MultiProtocol
Label Switching
Chuyển mạch nhãn đa giao thức
tổng quát
IS-IS Intermediate System-
Intermediate System
Hệ thống trung gian tới hệ thống
trung gian
L2SC Layer 2 Switching Capable Khả năng chuyển mạch lớp 2
LER Label Edge Router Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn
biên
LIB Label Information Base Cơ sở thông tin nhãn
LMP Link Mangement Protocol Giao thức quản lý liên kết
LSA Link-state advertisement Thông báo trạng thái liên kết
LSC Lambda Switch Capable Khả năng chuyển mạch bước sóng
LSP Label Switching Path Đường chuyển mạch nhãn
LSR Label-Switching Router Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn
MIB Management Information Base Cơ sở thông tin quản lý
MPLS MultiProtocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức
OSPF Open Shortest Path First Đường ngắn nhất đầu tiên
OXC Optical Cross Connector Kết nối chéo quang
PSC Packet Switching Capable Khả năng chuyển mạch gói
QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ
RSVP-TE Resource Reservation
Protocol-Traffic Engineering
Giao thức dành trước tài nguyên hỗ
trợ kỹ thuật lưu lượng
SDH Synchronous Digital
Hierachical
Phân cấp số đồng bộ
SONET Synchronous Optical Network Mạng quang đồng bộ
Trang ii

TDM Time-Division Multiplexing Ghép kênh phân chia thời gian
TDMC Time-Division Multiplexing-
Capable
Khả năng ghép phân chia thời gian
TE Traffic Engineering Kỹ thuật lưu lượng
WDM Wavelength Divison
Multiplexing
Ghép kênh phân chia theo bước sóng
Trang iii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1: Cấu trúc các lớp mạng...............................................................................................2
Hình 2: Sự chuyển đổi cấu trúc mạng....................................................................................3
Hình 3: Khái niệm nhãn.........................................................................................................5
Hình 4: Sự Phân cấp của LSP................................................................................................6
Hình 5: Mối quan hệ giữa khả năng chuyển mạch với khu vực.............................................7
Hình 6: Mạng IP/MPLS hiện tại.............................................................................................8
Hình 7: Mạng GMPLS với mỗi lớp được điều khiển phân tán..............................................8
Hình 8: Mạng GMPLS được điều khiển phân tán và kết hợp nhiều lớp................................9
Hình 9: Kỹ thuật truyền tải đa lớp..........................................................................................9
Hình 10: Các giao thức chính của GMPLS............................................................................9
Hình 11: Khái niệm kỹ thuật truyền tải................................................................................11
Hình 12: Định dạng Opaque LSA (RFC 2370)....................................................................13
Hình 13: sub-TLV của opaque LSA trong OSPF GMPLS..................................................14
Hình 15: Định dạng của đối tượng yêu cầu nhãn.................................................................18
Hình 16: Các loại G-PID......................................................................................................20
Hình 17: Nhãn ngược hướng................................................................................................22
Hình 19: Mô hình phân cấp LSP..........................................................................................26
Hình 20: Các loại đường kết nối dữ liệu..............................................................................29
Hình 21: Giao thức quản lý đường kết nối...........................................................................30
Hình 22: Mô hình ngang hàng..............................................................................................36
Hình 23: Mô hình phủ kính..................................................................................................37
Trang iv

MỞ ĐẦU
GMPLS là một chuẩn IETF đã được đề nghị thiết kế đề đơn giản tạo và quản lý
các dịch vụ IP/MPLS trên mạng quang. Chuẩn này có thể tạo một mặt phẳng điều
khiển duy nhất để mở rộng từ IP tại lớp 3 trở xuống tầng vân chuyển tại lớp 1.
Từ khi các nhà cung cấp dịch vụ đầu tiên bắt đầu vận chuyển lưu lượng IP, rất
phức tạp, cơ sở hạ tầng trùng lắp nhiều lớp đã được giải quyết công việc mang lưu
lượng IP trên mạng mà được thiết kế đề hỗ trợ công nghệ mạch và tiếng nói. Tuy
nhiên, ngày hôm nay với sự tăng trưởng đột ngột của lưu lượng IP đã thúc đẩy việc
tăng nhanh đột ngột trên băng thông rộng truy cập, ứng dụng mới, và dịch vụ mới,
các mạng trúng lắp phức tạp này không thể hỗ trợ việc cung cấp dịch vụ đột ngột,
quản lý băng thông động, và việc tạo dịch vụ linh hoạt để đáp ứng nhu cầu người sử
dụng.
GMPLS phát triển như một mặt phẳng điều khiển thống nhất mở rộng kết nối
IP/MPLS thông minh từ lớp 2 và lớp 3 đi đến các thiết bị quang lớp 1. Không như
MPLS, hỗ trợ chính là bộ định truyến và chuyển mạch, GMPLS cũng được hỗ trợ từ
các phần cứng quang, như SONET/SDH, OXCs, và DWDM. GMPLS cho phép cơ
sở hạ tầng mạng sử dụng mặt phẳng điều khiển chung để truy cập mạng đến mạng
lỗi. Thiết lập đường để cho phép các thành phần quang ở mạng vận chuyển trở
thành các bộ định tuyến ngang hàng trong mạng IP và có thể điều khiển bước sóng
cung cấp tự động bởi mặt phẳng điều khiển có thể làm để tiết kiệm chi phí hoạt
động bởi vì các mạng lưới có thể giải quyết lỗi trong thời gian thực. Ngoài ra, dịch
vụ cung cấp có thể tăng tốc đáng kể.
Trang 1

CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TỔNG QUAT
1. Từ MPLS đến MPλS /GMPLS
Gần đây, công nghệ WDM truyền tải khối lượng thông tin bằng cách sử dụng
nhiều bước sóng thông qua một đường truyềnsợi quang đã được cải tiến rất nhiều.
Trong ký thuật truyền sợi quang lúc đầu, thông tin được truyền bằng cách chỉ sử
dụng một bước sóng trên một đường sợi quang giữa hai nút. Nhưng nếu công nghệ
ghép kênh bước sóng được thông qua, khả năng truyền tải sẽ tăng lên tương ứng với
số lượng bước sóng cung cấp trong mỗi sợi quang, làm cho nó thích nghi tốt với
khối lượng truyền tải thông tin lớn.
Mạng IP/MPLS được xây dựng trên mạng đường SDH/SONET, và hầu hết mạng
đường SDH/SONET xây dựng trên mạng cáp quang. Công nghệ ghép kênh đa bước
sóng được áp dụng trong mỗi sợi quang. Thông thường, nhiều đường SDH/SONET
được cấp cho một nhóm các bước sóng. Hình 1 cho thấy lớp cấu trúc của mạng lưới
này. Cho đến nay, như trong hình 1 (a), mạng được cấu trúc bởi một lớp fiber, một
lớp TDM, và một lớp packet. Khi nhu cầu truyền tải giữa các nút trở nên lớn hơn và
số lượng bước sóng được ghép tăng lên thì hiệu suất sử dụng mạng có thể được cải
thiện bằng cách sử dụng một bước sóng với một băng thông lớn hơn băng thông của
SDH/SONET như một đường bước sóng bằng cách chỉ định các nút thực hiện
chuyển mạch trên mỗi bước sóng.
Hình 1: Cấu trúc các lớp mạng
Như trong hình 1 (b), nó có thể tiết kiệm tổng chi phí của mạng bằng cách sử
dụng một lớp đường bước sóng chèn giữa lớp TDM và lớp fiber để giao diện với
đường SDH/SONET. Lớp đường bước sóng này còn được gọi là lớp λ, vì λ thường
Trang 2

được sử dụng như một biểu tượng thể hiện bước sóng. Nút thực hiện chuyển mạch
theo đơn vị bước sóng hay đơn vị fiber và nút thực hiện chuyển mạch các đường
TDM được gọi tắt tương ứng là OXC (Optical Cross-Connect) và DXC (Digital
Cross-Connect). Khi một đơn vị lưu lượng truy cập lớn được xử lý, OXC lợi thế về
chi phí hơn DXC. Các lớp càng cao thì chuyển mạch đơn vị đường càng tốt. Khi lưu
lượng truyền tải IP tăng và truyền tải gói tin IP trở nên chủ đạo, chi phí mạng có thể
được giảm bằng cách loại bỏ lớp TDM và lấy một cấu trúc lớp đơn trong lớp packet
đặt ngay trên lớp λ lớp, như trong hình 1 (c). Hình 2 thể hiện sự chuyển đổi các cấu
trúc lớp mạng được minh họa trong hình 8.1 theo năm. Tốc độ thâm nhập của các
cấu trúc lớp trong hình 1 (b) và Hình 1 (c) sẽ phụ thuộc vào tốc độ tiến bộ công
nghệ việc xây dựng mạng đường bước sóng và sự tăng trưởng trong khối lượng lưu
lượng IP.
Hình 2: Sự chuyển đổi cấu trúc mạng
Đối diện với sự tiến bộ của lớp λ trong mạng quan, một MPλS (Multiprotocol
Lambda Switching) đã được đề xuất áp dụng vào kỹ thuật điều khiển phân tán của
MPLS ở lớp packet để quản lý mạng lớp λ 1
. Ở đây, λ là bước sóng. Trong MPLS,
có thể thiết lập một LSP (label-switched path) bằng cách trao đổi thông tin liên kết
giữa các nút với một giao thức định tuyến và bằng cách sử dụng một giao thức báo
hiệu2 3
. Trong MPLS, LSP được tạo ra bằng cách gắn vào gói tin IP một nhãn duy
nhất được định nghĩa cho mỗi liên kết giữa hai nút, và Các gói tin IP được truyền tải
cùng LSP bằng cách trao đổi các nhãn trong LSR (label switching router). Trong
MPλS, λ hay bước sóng bên trong fiber được xử lý như một nhãn giống như trong
MPLS, và có thể xây dựng đường bước sóng bằng cách kết nối các bước sóng phía
đầu vào và đầu ra trong OXC. Trong MPλS, tương tự MPLS, điều khiển phân tán
cũng có thể thực hiện bằng cách trao đổi thông tin liên kết giữa các nút với một giao
1
OSPF Extensions in Support of Generalized MPLS
2
Link Bundling in MPLS Traffic Engineering
3
Generalized multiprotocol label switching: an overview of signaling enhancements and
recovery techniques
Trang 3

thức định tuyến và bằng cách thiết lập đường bước sóng sử dụng giao thức báo hiệu.
Do đó, chúng ta có thể nói rằng MPλS là giao thức áp dụng các khái niệm về nhãn
đã được sử dụng trong MPLS đối với lớp λ. Hơn nữa, thông qua MPLS được tổng
quát (GMPLS) mà khái niệm tổng quát hơn của nhãn cũng đã được áp dụng cho lớp
TDM và lớp fiber.
2. KHÁI QUÁT CHUNG GMPLS
Kiến trúc MPLS đã được định nghĩa để hỗ trợ truyền dữ liệu dựa trên khái niệm
về nhãn 4
. Trong RFC 3031, LSR được định nghĩa như là một nút mà có một mặt
phẳng truyền dữ liệu có thể xác định ranh giới của gói tin IP hay tế bào (gói IP có
chứa nhãn) và thực hiện nhiệm vụ truyền dữ liệu theo nội dung của các tiêu đề gói
tin IP hay tế bào. Trong GMPLS, LSR không chỉ bao gồm nút thực hiện nhiệm vụ
truyền dữ liệu theo các nội dung của tiêu đề gói tin IP hay tế bào, mà còn thiết bị
thực hiện truyền dữ liệu theo thông tin của time slot, bước sóng, và cổng vật lý của
mạng sợi quang.
Giao diện LSR trong GMPLS được phân thành bốn loại tùy thuộc vào khả năng
chuyển đổi: PSC (packet-switch capable), TDM (Time division multiplex capable),
LSC (lambda-switch Capable), và FSC (Fiber Swich Capable). Hình 3 cho thấy các
khái niệm về nhãn cho các cấu trúc mạng bốn lớp xác định ở Hình 1 (b).
PSC: Giao diện PSC có thể xác định ranh giới của một gói tin IP hay tế bào và
thực hiện nhiệm vụ truyền dữ liệu theo các nội dung tiêu đề của gói tin IP hay của
tế bào. Trong lớp packet ở Hình 3 (a), một nhãn duy nhất định nghĩa cho mỗi liên
kết được gắn vào các gói tin IP để hình thành các LSP. Liên kết trong hình 3 (a) cho
biết liên kết đã được được định nghĩa giữa hai LSRs để truyền tải gói tin IP. Trong
trường hợp mà gói tin IP được truyền qua SDH/SONET thì liên kết này được gọi là
đường SDH/SONET, và trong trường hợp mà gói tin IP được truyền thông qua
Ethernet thì liên kết này được gọi là đường Ethernet.
TDM: Giao diện TDM được lặp lại định kỳ và thực hiện nhiệm vụ truyền dữ liệu
theo time slot. Trong lớp TDM ở hình 3 (b), nhãn tương ứng với một time slot. Ví
dụ, giao diện DXC mà trong đó đường TDM hoặc đường SDH/SONET được hình
4
Link Management Protocol (LMP)
Trang 4

thành bằng cách nối các time slot gán cho phía đầu vào phía đầu ra. Liên kết có thể
tương ứng với đường bước sóng hay chỉ đơn giản là fiber.
Hình 3: Khái niệm nhãn
LSC: Giao diện LSC thực hiện nhiệm vụ truyền dữ liệu theo bước sóng trong sợi
quang. Trong lớp λ ở hình 3 (c), nhãn tương ứng với bước sóng. Ví dụ về giao diện
TDM, giao diện OXC trong đó các đường λ được hình thành bằng cách nối các
bước sóng được được gán ở đầu vào và đầu ra. Giao diện OXC với LSC thực hiện
chuyển kênh theo đơn vị bước sóng.
FSC: Giao diện FSC thực hiện nhiệm vụ truyền dữ liệu theo vị trí các cổng vật lý
thực của sợi quang. Trong lớp fiber ở hình 3 (d), nhãn tương ứng với các sợi quang.
Ví dụ về giao diện FSC, giao diện OXC trong đó các đường fiber được hình thành
bằng cách fiber phía đầu vào và đầu ra với nhau. Giao diện OXC với FSC thực hiện
Trang 5

việc chuyển kênh theo đơn vị fiber. Liên kết trong trường hợp này có là một tổng
hợp vật lý của sợi quang học, chẳng hạn như ống dẫn.
Hình 4: Sự Phân cấp của LSP
Có thể sử dụng giao diện có khả năng chuyển kênh này bằng cách phân cấp
chúng. Trong trường hợp này, hệ thống phân cấp được hình thành bởi FSC, LSC,
TDM, và PSC lần lượt từ dưới lên cấp trên. Trong GMPLS, đường tương ứng với
khả năng chuyển mạch riêng cũng được gọi là LSP. Hình 4 cho thấy cấu trúc cấp
bậc của LSP. Ở trường hợp của cấu trúc lớp như hình 1 (b), PSC-LSP thuộc về
TDM-LSP và liên kết của PSC-LSP sẽ trở thành TDM-LSP. TDM-LSP thuộc về
LSC-LSP, và các liên kết của TDM-LSP sẽ trở thành LSC-LSP. LSC-LSP thuộc về
FSC-LSP, và các liên kết của LSC-LSP sẽ trở thành FSC-LSP. Trong trường hợp
của cấu trúc lớp như trong hình 1 (c), lớp TDM bị loại bỏ, và PSC-LSP thuộc về
LSC-LSP, với liên kết của PSC-LSP trở thành LSC-LSP. Mối quan hệ giữa LSC-
LSP và FSC-LSP cũng giống như trường hợp của hình 1 (b). Khi nó di chuyển
xuống lớp thấp hơn, băng thông của LSP sẽ trở nên lớn hơn.
Hình 5 cho thấy mối quan hệ giữa khả năng chuyển mạch với các lớp. Ở giữa
giao diện PSC, PSC-LSP được hình thành. Khu vực giữa giao diện PSC được gọi là
lớp PSC, và là khu vực mà tên miền liên quan lớp có thể đến được. Giao tiếp với
TDM hình thành một TDM-LSP. Khu vực giữa giao diện TDM được gọi là lớp
TDM. Lớp LSC và khu vực FSC cũng được xác định theo cách này.
GMPLS có nhiều ưu điểm. Hình 6 thể hiện mạng IP/MPLS hiện tại. Trong lớp
packet, mạng được điều khiển tập trung bằng cách sử dụng giao thức định tuyến
hoặc giao thức báo hiệu. Trong lớp TDM và lớp λ, mạng được điều khiển tập trung
bằng cách thiết lập định tuyến hay đường dẫn. Trong môi trường này, các nhà điều
Trang 6

hành mạng phải học cách điều hành từng mạng tương ứng với mỗi lớp, vì các
phương pháp điều khiển mạng khác nhau được sử dụng trong các lớp khác nhau.
Tuy nhiên, bằng cách sử dụng GMPLS, nó có thể điều khiển mạng một cách
phân tán bằng cách mở rộng MPLS với lớp TDM và lớp λ, như hình 6. Trong môi
trường này, các chức năng thực hiện bởi đơn vị điều khiển trung tâm bây giờ được
phân bổ cho mỗi nút và kiểm soát phân tán. Như vậy nó sẽ trở nên có thể thêm, xóa
nút hay liên kết địa chỉ một cách linh hoạt, dẫn đến hiệu suất mạng được nâng lên.
Hơn nữa, do mỗi lớp được điều hành dựa trên cùng GMPLS nên nguồn nhân lực có
thể được sử dụng hiệu quả hơn bởi vì sau khi học tập và nắm vững các giao thức
của GMPLS, các nhà điều hành mạng sẽ có thể điều hành tất cả các lớp.
Hình 5: Mối quan hệ giữa khả năng chuyển mạch với khu vực
Trang 7

Hình 6: Mạng IP/MPLS hiện tại
Hình 7: Mạng GMPLS với mỗi lớp được điều khiển phân tán
Hơn nữa, trong mạng GMPLS, có thể để điều khiển mạng một cách phân tán và
kết hợp nhiều lớp, như hình 8. Kỹ thuật truyền tải kết hợp nhiều lớp được gọi là "kỹ
thuật truyền tải đa lớp", hình. 9 mô tả kỹ thuật này. Trong ví dụ ở hình 9, mạng bao
gồm lớp packet, lớp λ, và lớp fiber. Cấu trúc liên kết của lơp λ thay đổi tương ứng
với sự thay đổi trong nhu cầu truyền tải trong lớp packet, và định tuyến mà PSC-
LSP lựa chọn được chuyển đổi theo sự thay đổi cấu trúc liên kết trong lớp λ. Vì
nhiều lớp có thể kết hợp vào cấu trúc hay định tuyến của mỗi lớp để thích ứng với
thay đổi trong nhu cầu truyền tải, kỹ thuật truyền tải đa lớp làm tăng hiệu quả của
việc sử dụng tài nguyên mạng.
Trang 8

Hình 8: Mạng GMPLS được điều khiển phân tán và kết hợp nhiều lớp
Việc tiêu chuẩn hóa giao thức mạng GMPLS dưới con mắt của IETF (Internet
Engineering Task Force), một tổ chức chuẩn hóa các vấn đề liên quan đến Internet.
Hình 10 cho thấy các giao thức chính được sử dụng trong GMPLS. Theo kiến trúc
GMPLS được xác định, GMPLS chủ yếu bao gồm các phần mở rộng OSPF(Open
Shortest Path First) của giao thức định tuyến, phần mở rộng RSVP-TE của giao
thức báo hiệu, giao thức quản lý liên kết (LMP).
Hình 9: Kỹ thuật truyền tải đa lớp
Hình 10: Các giao thức chính của GMPLS
3. Sự tách rời của mặt phẳng dữ liệu với mặt phằng điều khiển
Một trong những tính năng của mạng GMPLS là mặt phẳng dữ liệu được tách rời
khỏi mặt phẳng điều khiển. Trong một mạng IP/MPLS, giả định rằng tất cả các nút
đều hỗ trợ giao thức IP/MPLS có giao diện có thể xác định và xử lý các gói tin.
Bằng cách này, các gói tin điều khiển của giao thức định tuyến hoặc giao thức
truyền tin có thể được truyền tải thông qua các phương tiện vật lý như các gói dữ
liệu. Tuy nhiên, trong mạng GMPLS, tất cả các giao diện không cần phải có thể xác
định và xử lý gói tin. Quả thực, có những giao diện mà không thể xác định và xử lý
gói tin như TDM, LSC, hay giao diện FSC. Do đó, việc truyền gói tin điều khiển
Trang 9

được thực hiện một cách hợp lý bằng cách sử dụng một giao diện khác so với giao
diện sử dụng cho truyền dữ liệu. Như vậy, trong mạng GMPLS, mặt phẳng dữ liệu
và kiểm soát tách rời nhau một cách hợp lý. Giao diện của các nút trong mặt phẳng
điều khiển xác định và xử lý các gói tin.
Việc điều khiển các gói tin của giao thức định tuyến, giao thức báo hiệu, và LMP
được mô tả trong phần tiếp theo. Trong mạng GMPLS, các gói tin được truyền tải
thông qua mặt phẳng điều khiển mà tách rời khỏi mặt phẳng dữ liệu một cách hợp
lý.
4. Giao thức định tuyến
4.1 Mở rộng OSPF
Giao thức định tuyến thường được sử dụng trong một mạng IP/MPLS hiện tại là
OSPF (Open Shortest Path First), hoặc IS-IS (Intermediate System to Intermediate
System). Trong mạng GMPLS, các OSPF đã được sử dụng trong mạng IP thì được
mở rộng5
. Trong phần mở rộng OSPF, giống như các khái niệm liên kết kỹ thuật
truyền tải (TE), phân cấp của LSP, liên kết không đánh số, gói liên kết và LSA
(link-state advertisement) đã được giới thiệu6
.
Trong mạng GMPLS, như được minh họa bằng cấp bậc trong Hình 4, một LSP
lớp thấp hơn có thể trở thành một liên kết của một LSP lớp trên. Ví dụ, khi một LSP
được đặt trên đường TDM nhất định, đường TDM hoạt động như một liên kết cố
định đã xác định trong một thời gian dài. Khi LSP lớp thấp được thiết lập, nút gốc
của LSP khi nhìn từ các lớp trên thì được thông báo trong mạng như một liên kết
lớp trên. LSP này được gọi là liên kết TE. Hình 11 thể hiện khái niệm liên kết TE
này. Dòng đứt quãng trong Hình 11 (b) là một đường TDM. Có một đường trực tiếp
giữa A-C, nhưng không có giữa B-C. Trong trường hợp này, liên kết TE có một cấu
trúc như được chỉ ra trong Hình 11 (a). Trong lớp TDM, các LSP (TDM-LSP) hoạt
động như một liên kết TE giữa các gói tin và lớp. Khi PSC-LSP được thiết lập, định
tuyến được chọn theo cấu trúc liên kết được xây dựng bởi các liên kết TE. Mặc dù
TE là một liên kết trừu tượng, nhưng trong trường hợp nó được sử dụng cho kỹ
thuật truyền tải, chẳng hạn lựa chọn định tuyến khi thiết lập LSP, tiếp tục bằng cách
5, 2
6
Trang 10

chỉ đề cập đến cấu trúc liên kết xây dựng bởi liên kết TE mà không cần xem xét cấu
trúc vật lý. Nhìn chung, trong cấu trúc liên kết của mạng GMPLS, liên kết vật lý,
chẳng hạn như một sợi quang, còn được gọi là một liên kết TE, không có sự phân
biệt giữa vật lý và trừu tượng liên kết.
Hình 11: Khái niệm kỹ thuật truyền tải
Tiếp theo, chúng tôi mô tả các liên kết không đánh số. Giao diện của một liên kết
trong một mạng MPLS thường được gán cho một địa chỉ IP. Từ địa chỉ IP này, có
thể xác định các liên kết bên trong mạng. Tuy nhiên, trong mạng GMPLS, vì nó có
thể chứa hơn 100 bước sóng trên mỗi sợi quang đơn nên số các địa chỉ IP được yêu
cầu trở nên rất lớn nếu một địa chỉ IP được gán cho mỗi giao diện của những bước
sóng này. Hơn nữa, vì các LSP của mỗi lớp được thông báo tới các lớp trên như một
liên kết TE, việc cung cấp địa chỉ IP có thể bị cạn kiệt nếu mỗi địa chỉ IP được gán
cho một liên kết TE. Vì vậy, trong GMPLS, để xác định liên kết (Sau đây, một liên
kết TE được gọi đơn giản là một "liên kết"), một định danh liên kết (link ID) được
gán cho giao diện của liên kết đã được giới thiệu. Mặc dù một địa chỉ IP vẫn còn
phải được phân bố trên toàn cầu, nhưng liên kết ID này là tốt nếu nó là duy nhất chỉ
trong router. Có thể xác định các liên kết bên trong mạng từ một sự kết hợp của ID
định tuyến và ID liên kết. Một liên kết thể hiện bởi sự kết hợp của ID định tuyến và
ID liên kết được gọi là "liên kết không đánh số", có nghĩa là một địa chỉ IP không
được cấp cho mỗi giao diện của liên kết. Vì vậy, trong GMPLS, nếu số lượng các
bước sóng hoặc liên kết TE tăng lên, không có vấn đề của sự thiếu hụt các địa chỉ
IP.
Trang 11

Tiếp theo, chúng tôi mô tả về bó liên kết, mục đích của bó liên kết là để trừu
tượng hóa nhiều liên kết có bản chất tương tự bằng cách kết hợp chúng vào một liên
kết TE 7
. Các điều kiện của liên kết cùng bản chất là: (1) các liên kết được thiết lập
giữa các nút tương tự; (2) các liên kết có cùng một loại liên kết (point-to-
point/point-to-multipoints), (3) các liên kết giống nhau trong cùng một diện tích TE;
và (4) các liên kết ở cùng một lớp tài nguyên. Mục đích của bó liên kết là cải thiện
khả năng mở rộng của định tuyến bằng cách giảm số lượng thông báo của các trạng
thái liên kết bởi giao thức định tuyến. Các liên kết được bó bao gồm các nguồn tài
nguyên cá nhân. Các phương pháp để quản lý mỗi tài nguyên được mô tả trong
Phần 6. Mặc dù số lượng thông báo có thể được giảm bằng cách kết hợp và trừu
tượng hóa nhiều liên kết đến một liên kết TE duy nhất với bó liên kết, nhưng nó có
thể xảy ra khả năng tài nguyên thông tin cá nhân bị bỏ qua. Ví dụ, tối đa dung lượng
trống của một liên kết đi kèm được thiết lập là giá trị tối đa khả năng trống cho một
nguồn tài nguyên cá nhân. Có một sự đánh đổi giữa hiệu quả của việc giảm số
lượng thông báo với khả năng tổ chức thông tin tài nguyên.
4.2. Quảng bá liên kết TE
Trong mạng IP/MPLS, các trạng thái liên kết giữa các bộ định tuyến được quảng
bá bằng cách sử dụng một bộ định tuyến LSA của loại LSA type-1 . Quảng bá về
trạng thái liên kết của một liên kết TE vào mạng GMPLS, một "Opaque" LSA được
sử dụng, như trong hình 12 . "Opaque" là bắt nguồn từ ý nghĩa của nó là "sự không
chắc chắn." Trong GMPLS được thảo luận trong IETF, type-10 được sử dụng bởi vì
nó đề cập đến giao thức định tuyến trong khu vực. Opaque LSA được quảng bá theo
định dạng TLV (loại, chiều dài, giá trị) đang lưu trữ thông tin opaque. Có hai loại
định dạng TLV. Một là một định tuyến TLV thể hiện các thông tin định tuyến, và
cái khác là một TLV liên kết thể hiện các thông tin liên kết. TLV liên kết sub-TLV
trong nó. Trong phần mở rộng OSPF của GMPLS, các sub-TLV của liên kết đã
được định nghĩa như trong hình 13. Từ Type-1 đến Type-9, chín loại sub-TLV đã
được định nghĩa là phần mở rộng cho kỹ thuật lưu lượng MPLS . Thêm vào đó, có
những bổ sung sau đây là phần mở rộng cho GMPLS8
.
7
Link Bundling in MPLS Traffic Engineering
8
Trang 12

• Sub-TLV = 11 (local link / remote link): Chiều dài là 8 octet. Định danh cục bộ
liên kết và nhận dạng từ xa liên kết được chỉ định 4 octet mỗi cho từng lĩnh vực.
"Local" có nghĩa là bên nút riêng của liên kết, và "remote" có nghĩa là các nút bên
đối tác của liên kết. Định danh local/remote liên kết được sử dụng trong trường hợp
liên kết không đánh số. Nếu liên kết TE từ xa định danh chưa được biết, nó được
thiết lập là 0.
Hình 12: Định dạng Opaque LSA (RFC 2370)
• Sub-TLV = 14 (loại bảo vệ liên kết): Chiều dài là 4 octet. các loại bảo vệ liên
kết thể hiện độ tin cậy của liên kết. Các 1 octet đầu tiên được định nghĩa là kiểu liên
kết bảo vệ các loại sau:
0×01 (Kiểu truyền tải mở rộng): Đây là một liên kết để bảo vệ các liên kết khác.
Truyền tải của loại nỗ lực tốt nhất chảy vào liên kết này. Khi lỗi xảy ra trên liên kết
thì được bảo vệ, dữ liệu LSP trên các liên kết khác mà được bảo vệ là hướng đến
dòng chảy liên kết này. Do đó, các dữ liệu đã được LSP chảy vào liên kết này sẽ bị
mất.
Trang 13

Hình 13: sub-TLV của opaque LSA trong OSPF GMPLS
0×02 (không bảo vệ): Liên kết này không được bảo vệ bởi các liên kết khác. khi
một lỗi xảy ra, dữ liệu LSP vào liên kết này sẽ bị mất.
0×08 loại chia sẻ: Có thêm một hay nhiều liên kết kiểu truyền tải mở bảo vệ liên
kết này. Các định tuyến của liên kết kiểu chia sẻ và định tuyến của liên kết kiểu
truyền tải mở rộng độc lập với nhau. Các liên kết kiểu truyền tải mở rộng được chia
sẻ bởi một hoặc nhiều liên kết kiểu chia sẻ.
0×08 loại 1:1: Có một liên kết kiểu truyền tải mở rộng bảo vệ 1 loai 1:1. Định
tuyến của kiểu 1:1 và định tuyến của liên kết kiểu truyền tải mở rộng độc lập với
nhau.
0×10 loại 1+1: Có một liên kết định tuyến độc lập chuyên dụng để bảo vệ một
kiểu 1+1. Tuy nhiên, liên kết để bảo vệ loại 1+1 có thể không được sử dụng để chọn
định tuyến LSP bởi vì nó không được quảng bá là một trạng thái liên kết.
0×20 loại nổi bật: Kiểu này đáng tin cậy hơn so với kiểu 1+1. Ví dụ, có hai hay
nhiều định tuyến độc lập và riêng rẽ bảo vệ loại 1+1.
• Sub-TLV = 15 (nhận dạng khả năng chuyển đổi giao diện): Chiều dài có thể
thay đổi. Có một trường 1-octet cho biết các khả năng chuyển mạch, một trường 1-
octet cho biết kiểu mã hóa, và một trường 1-octet mà cho thấy băng thông LSP tối
đa cho mỗi ưu tiên. Số lượng tối đa số của hỗ trợ ưu tiên là tám. Liên kết được kết
nối với nút thông qua giao diện. Như trong hình 11, trong mạng GMPLS, mỗi giao
diện có khả năng chuyển đổi khác nhau. Ví dụ, trong khi một giao diện của một liên
Trang 14

kết nào đó không thể xác định các gói tin, có thể để thực hiện chuyển đổi một đơn
vị kênh bên trong payload SDH. Các giao diện của cả hai đầu của liên kết không
cần có khả năng chuyển mạch giống nhau. Có nhiều loại khả năng chuyển đổi: PSC,
TDM, LSC, và FCS. Các loại mã hóa bao gồm packet, Ethernet, digital wrapper, λ,
fiber, vv. Các loại mã hóa chỉ ra loại mã hóa nào giao diện có thể hỗ trợ. Mối quan
hệ giữa khả năng chuyển đổi và liên kết được hiển thị trong danh sách sau đây. Ở
đây, X và Y trong (X, Y) chỉ ra khả năng chuyển đổi ở cả hai đầu của giao diện.
(PSC, PSC): Liên kết giữa bộ định tuyến IP
(TDM, TDM): Liên kết giữa DXC và DXC
(LSC, LSC): Liên kết giữa OXCs
(PSC, TDM): Liên kết giữa bộ định tuyến IP và TDM
(PSC, LSC): Liên kết giữa bộ định tuyến IP và OXC
(TDM, LSC): Liên kết giữa TDM và LSC
(PSC, PSC + LSC): Nút có các chức năng của một bộ định tuyến IP và cả hai
chức năng của một bộ định tuyến IP và OXC (Ở đây, nút mà có cả hai chức năng
của một bộ định tuyến IP và OXC thì có hai khả năng chuyển mạch cho một giao
diện. Chức năng này giống như một bộ định tuyến IP, và có thể thiết lập PSC-LSC,
nó cũng có chức năng như OXC, và có thể thiết lập LSC-LSP).
• Sub - TLV = 16 (nhóm liên kết chia sẻ rủi ro): Chiều dài có thể thay đổi. Nhóm
liên kết chia sẻ rủi ro là một tập hợp các liên kết bị tác động bởi một lỗi nào đó. Ví
dụ, có một trường hợp nhiều bước sóng thuộc về một fiber đơn, và nhiều LSC-LSPs
được thiết lập như là một liên kết sử dụng một bước sóng của cùng một fiber. Liên
kết giữa các nút đầu và cuối của những LSC-LSPs này có thể khác nhau. Khi thất
lỗi xảy ra trong liên kết fiber, những liên kết này (LSC-LSP) bị ảnh hưởng cùng lúc.
Nếu lớp bên trên là lớp TDM và mỗi liên kết này là được xem như một liên kết độc
lập nhìn từ lớp TDM, thì độ tin cậy của lớp TDM không bảo đảm. Vì vậy, trong
mạng GMPLS, mỗi liên kết có thể chọn một định tuyến độc lập tham gia vào một
xem xét rủi ro được chia sẻ bằng cách chỉ ra nó có thuộc nhóm liên kết chia sẻ rủi ro
hay không. Một nhóm liên kết chia sẻ rủi ro được gán một giá trị độc lập trong hệ
thống và được thể hiện bởi 4 octet. Liên kết có thể thuộc về nhiều nhóm liên kết
Trang 15

chia sẻ rủi ro, và nó có thể bao gồm tất cả các nhóm chia sẻ rủi ro mà liên kết thuộc
về các trường của các nhóm liên kết chia sẻ rủi ro.
5. Giao thức báo hiệu
5.1 Giao thức mở rộng RSVP-TE
Giao thức báo hiệu là một giao thức tạo LSP và quản lý tình trạng cài đặt LSP.
RSVP-TE là giao thức báo hiệu trong mạng MPLS, và nó được chuẩn hóa để mở
rộng đến mạng GMPLS 9
. Trong phần này, chúng ta mô tả rõ hơn giao thức mở
rộng RSVP-TE như một giao thức báo hiệu GMPLS.
Hình 14: Bản tin PATH và bản tin RESV
Trước tiên, chúng ta mô tả RSVP-TE trong mạng MPLS lại. Một bản tin đặc
trưng được sử dụng trong RSVP-TE gồm một bản tin PATH và một bản tin RSVP.
Như hình 14, khi LSP được tạo , nút đầu tiên truyền một bản tin PATH. Bản tin này
đến nút đích qua các nút trên đường LSP. Trong bản tin PATH, nhãn phải được
mang theo trên mỗi kết nối cho các nút trên đường đi. Khi nút đích nhận bản tin
PATH, thì nó truyền bản tin RESV trả lại các nút trên đường đi trong hướng chỉ
định của bản tin PATH. Trong lúc này, nút đích tạo nhãn cho các kết nối đến nút
nguồn. Hơn nữa, băng thông có thể được để giành. Tương tự như nút đích, chính
9
Generalized multiprotocol label switching: an overview of signaling enhancements and
recovery techniques
Trang 16

các nút trung gian tạo các nhãn cho các kết nối đến nút nguồn khi nó nhận được bản
tin RESV. Khi các nút trung gian truyền bản tin RESV đến nút đích, nó yêu cầu tạo
bảng và chuyển mạch mà các nhãn tương ứng với các nhãn đã được tạo cho cả hai
kết nối nút nguồn và nút đích. Khi bản tin RESV đến nút nguồn, việc tạo LSP hoàn
tất khi việc tạo bảng và chuyển mạch mà các nhãn tương ứng đến nút nguồn.
Trong RSVP-TE, để quản lý tình trạng tạo LSP và duy trì trạng thái LSP, nút trên
tuyến đường phải truyền bản tin PATH hoặc bản tin RESV ngay sau khi LSP được
tạo. Bản tin PATH và RESV còn được gọi là bản tin cập nhật. Trạng thái LSP của
mỗi nút được xác nhận duy trì bởi bản tin cập nhật. Nếu các nút chắc chắn không
nhận được bản tin cập nhật vì bất cứ lý do gì, thì chính nó xác nhận là có lỗi đã xảy
ra và sẽ xóa trạng thái LSP, cùng lúc này, nó cũng gửi bản tin PATH ERROR và
bản tin PATH TEAR tới cả hai phía nguồn và đích. Nút nhận bản tin PATH thì xóa
trạng thái LSP. Khi nút nguồn nhận bản tin lỗi, nó gửi bản tin PATH TEAR đến
phía nút đích để hủy kết nối LSP.
RSVP-TE quản lý trạng thái LSP theo bản tin cập nhật tại mỗi nút và hủy kết nối
LSP dựa trên điều kiện mạng. Giống như phương thức quản lý LSP còn gọi là quản
lý trạng thái mềm.
RSVP-TE trong mạng MPLS được mở rộng sử dụng trong mạng GMPLS. Việc
tao LSP là để chuyển các gói tin theo bảng gán nhãn, trong đó tương ứng giữa nhãn
kết nối vào và nhãn kết nối ra của nút trên đường đi LSP được tạo, các nhãn được
gán vào kết nối mà LSP đã đi qua. Trong MPLS, việc gán nhãn được thực hiện chỉ
để tạo đường LSP, nhưng không gán vào băng thông hay là tài nguyên mạng vì số
lượng nhãn có hạn. Trong GMPLS, như hình 3 trong phần 2, nhãn tương ứng với
khe thời gian trong trong lớp TDM, với bước sóng trong lớp λ, với sợi quang trong
lớp quang. Vì vậy, việc gán nhãn trong mang MPLS là gán băng thông và tài
nguyên mạng trong các lớp khác với lớp gói tin. Việc gán nhãn như vậy là một đặc
trưng trong giao thức mở rộng RSVP-TE trong mạng GMPLS.
Các ví dụ sử dụng đặc tính này của giao thức mở rộng RSVP-TE gồm:
Yêu cầu nhãn,
Đường báo hiệu hai chiều
Trang 17

Thiết lặp nhãn
Cấu trúc báo hiệu
5.2 Yêu cầu nhãn tổng quát
Ở phần 2, trong mạng GMPLS, một LSP được định nghĩa cho mỗi lớp. Trong
mạng MPLS, đường đi chỉ tham gia trong PSC-LSP, nghĩa là khả năng chuyển
mạch của giao diện mà LSP đi qua là PSC. Trong GMPLS RSVP-TE, nó tạo đường
đi đến TDM-, LSC-, và FSC-LSP bên cạnh PSC-LSP và quản lý trạng thái của
chúng. Khi yêu cầu nhãn với bản tin PATH, thì bản tin PATH là đối tượng yêu cầu
nhãn. Yêu cầu nhãn trong GMPLS đòi hỏi một nhãn chung cho GMPLS. Mở rộng
yêu cầu nhãn trong MPLS là một LSP encoding type, switching type, và G-PID
(generalized payload ID) được thêm vào. Hình 15 mô phỏng định dạng đối tượng
yêu cầu nhãn.
Hình 15: Định dạng của đối tượng yêu cầu nhãn10
LSP encoding type: đây là trường có 8 bit. Nó chỉ giao diện nào của nút trung
gian trên đường LSP phải hỗ trợ kỹ thuật mã hóa. Trong loại này chứa gói tin,
10
Generalized Muti-Protocol Label Switching (GMPLS) Signial Function Description,
Trang 6
Trang 18

Ethernet, bộ đóng gói số (digital wrapper), SDH, λ, và quang. Ví dụ, trường hợp là
SDH thì giao diện nút trung gian trên đường LSP có thể xác định và xử lý khung
SDH. Trong trường hợp λ tại nút trung gian thì chuyển đổi quang-điện-quang không
được thực hiện, và tỷ lệ truyền không xác định.
Switching type: đây là trường 8 bit. Nó chỉ LSP của lớp nào được tạo, và nó chỉ
nhãn lớp nào được tạo. Trường này gồm PSC, TDM, LSC, và FSC. Trong trường
hợp là TDM thì nó yêu cầu khe thời gian như nhãn, và trường hợp LSC thì nó yêu
cầu một bước sóng trong quang như nhãn.
Value Type Technology
0 Unknown All
1 Reserved
2 Reserved
3 Reserved
4 Reserved SDH
5 A synchronous mapping of E4 SDH
6 A synchronous mapping of DS3/T3 SDH
7 A synchronous mapping of E3 SDH
8 Bit synchronous mapping of E3 SDH
9 Byte synchronous mapping of E3 SDH
10 Asynchronous mapping of DS2/T2 SDH
11 Bit Synchronous mapping of DS2/T2 SDH
12 Reserved
13 Asynchronous mapping of E1 SDH
14 Byte synchronous mapping of E1 SDH
15 Byte synchronous mapping of 31 * DS0 SDH
16 Asynchronous mapping of DS1/T1 SDH
17 Bit synchronous mapping of DS1/T1 SDH
18 Byte synchronous mapping of DS1/T1 SDH
19 VC-11 in VC-12 SDH
Trang 19

20 Reserved
21 Reserved
22 DS1 SF Asynchronous SONET
23 DS1 ESF Asynchronous SONET
24 DS3 M23 Asynchronous SONET
25 DS3 C-Bit Parity Asynchronous SONET
26 VT/LOVC SDH
27 STS SPE/HOVC SDH
28 POS – No scrambling, 16 bit CRC SDH
29 POS – No scrambling, 32 bit CRC SDH
30 POS – Scrambling, 16 bit CRC SDH
31 POS – Scrambling, 32 bit CRC SDH
32 ATM mapping SDH
33 Ethernet SDH, Lambda, Fiber
34 SONET/SDH Lambda, Fiber
35 Reserved (SONET deprecated) Lambda, Fiber
36 Digital Wrapper Lambda, Fiber
37 Lambda Fiber
Hình 16: Các loại G-PID
G-PID: trường này gồm 16 bit. Nó là một định danh của tải trọng (payload) để
LSP truyền. Nó dùng kỹ thuật để nút nguồn hay đích có thể xử lý tải trọng. G-PID
được định nghĩa chi tiết như hình 16. Ví dụ, khi G-PID = 28 thì nó sử dụng công
nghệ POS (packet over SONET), không mã hóa hay xáo trộn, với 16 bit CRC
(cyclic redundancy check). Khi G-PID = 31, thì nó sử dụng công nghệ POS với mã
hóa hay xáo trộn, và 32 bit CRC. Nếu các giao diện tại cả hai đầu nguồn và đích
LSP không hỗ trợ cùng G-PID thì nội dung payload không được giải mã, việc giao
tiếp xuyên qua LSP không thực hiện được.
Trang 20

Bởi vì switching type và encoding type của định danh khả năng chuyển mạch
giao diện (được mô tả phần 4.2) đã quảng bá trong giao thức định tuyến GMPLS,
nút nguồn biết các nút trong mạng GMPLS đang hỗ trợ LSP encoding type và
switching type.
Chúng ta mô tả cách thức tạo LSP trong hình 14 như một ví dụ. Phương thức này
tạo LSP dành cho LSP của các lớp. Trong trường hợp này LSP được tạo từ nút
nguồn A, gửi cho B, C và đến nút đích D. Nút A gửi bản tin PATH gồm yêu cầu
nhãn đến nút B. Sau đó, nút B kiểm tra xem giao diện nó có hỗ trợ LSP encoding
type hay switching type hay không, và nếu có, nó truyền bản tin PATH đến nút C.
Nút B tạo trạng thái LSP phát hiện và lưu trữ vào trước khi gửi bản tin tới nút C.
Nút C hoạt động như nút B, và tiếp tục gửi bản tin PATH tới nút D nếu không xảy
ra vấn đề gì. Nút đích D kiểm tra giao diện nó có hỗ trợ LSP encoding type và
switching type cũng như G-PID, và tạo trạng thái LSP và lưu trữ nó nếu không có
vần đề. Sau đó, nút D tạo nhãn với giá trị 301 tới đường kết nối giữa nút D và nút C.
Nút D gán giá trị nhãn 301 tới đường kết nối hướng vào của bảng chuyển đổi nhãn
và gửi bản tin RESV gồm giá trị nhãn 301 đến nút C. Khi nút C nhận bản tin RESV,
nó gán giá trị nhãn 301 tới đường kết nối hướng ra của bảng chuyển đổi nhãn.
Trong lúc này, nút C tạo giá trị nhãn 201 tới đường kết nối hướng vào của bảng
chuyển đổi nhãn và sau đó chính nó tạo hoạt động chuyển mạch theo như bảng
chuyển đổi nhãn, nó gửi bản tin RESV gồm nhãn giá trị 201 tới nút B. Tương tự,
bản tin RESC được gửi tới nút B và nút A. Khi bản tin RESV tới nút nguồn A, thì
việc tạo LSP hoàn tất bằng việc tạo bảng và chuyển mạch tương ứng với nhãn đến
một trong các nút nguồn.
Trong yêu cầu nhãn GMPLS, điều quan trọng là phải kiểm tra xem giao diện các
nút trên đường đi LSP có hỗ trợ LSP encoding type, switching type, và G-PID được
chỉ định trong bản tin PATH.
5.3 Báo hiệu đường hai hướng
Một LSP trong mạng MPLS là đường đi một chiều.Tuy nhiên, khi việc giao tiếp
được mở rộng đến lớp TDM, lớp λ, và lớp quang trong mạng GMPLS, bởi vì đường
SDH/SONET, đường bước sóng, và đường quang, nguyên tắc được xem như là
đường hai chiều, báo hiệu phải được mở rộng để chứa một đường hai chiều. Việc
Trang 21

mở rộng báo hiệu một chiều đến báo hiệu hai chiều, giải pháp tốt nhất là phải chấp
nhận báo hiệu một chiều khác trong mỗi hướng. Tuy nhiên, phương pháp này không
phù hợp cho các lý do thực tế, gồm thời gian dài cài đặt, tăng gấp đôi số lượng bản
tin báo hiệu, v.v. Trong mạng GMPLS, đường đi hai chiều được thiết lập bằng cách
cho báo hiệu đi và trở về giữa nút đích vá nút nguồn sử dụng bản tin PATH và bản
tin RESV (giống như báo hiệu một chiều) bằng cách sử dụng một nhãn ngược
hướng.
Hình 17: Nhãn ngược hướng
Ở đây, chúng tôi mô tả cách tạo báo hiệu đường hai chiều trong ví dụ hình 17.
Trong báo hiệu đường hai chiều, nút gửi bản tin PATH được gọi là nút khởi tạo, và
nút gửi bản tin RESV được gọi là nút kết thúc. LSP truyền dữ liệu từ nút đích đến
nút nguồn gọi là đường xuôi hướng, và ngược lại, LSP truyền dữ liệu từ nút đích
đến nút nguồn gọi là đường ngược hướng. Thiết lập đường một hướng, trạng thái
LSP được tạo với bản tin PATH và tạo nhãn được thực hiện khi bản tin RESV được
truyền. Tạo nhãn cho đường xuôi hướng trong đường hai chiều được thực hiện khi
bản tin RESV được truyền cùng cách như trong đường một hướng. Tạo đường cho
đường ngược hướng được thực thi khi bản tin PATH được gửi. Trong đường đi hai
hướng, đây là đặc tính trong tạo nhãn.
Trước khi nút khởi tạo A gửi bản tin PATH đến nút B, 505 được gán cho giá trị
nhãn của đường ngược hướng từ nút B tới nút A và thiết lập chuyển mạch được
thực hiện cho đường ngược hướng. Nút A đặt nhãn ngược hướng giá trị 505 trên
bản tin PATH và truyền tới nút B. Nút B tạo nhãn giá trị 505 của đường kết nối ra
và đồng thời tạo giá trị nhãn 613 của đường kết nối vào giữa nút B và C đến bảng
chuyển đổi nhãn, và thực thi cài đặt chuyển mạch cho đường ngược hướng theo
Trang 22

bảng chuyển đổi nhãn. Tương tự, bản tin PATH được gửi tới nút C và nút D. Khi
tạo bảng chuyển đổi nhãn cho đường ngược hướng và cài đặt chuyển mạch hoàn tất
tại nút D thì nút D có thể truyền đường ngược hướng tới nút A. Mặt khác, phương
pháp thiết lập đường xuôi hướng giống như phương thức thiết lập đường một
hướng, và nhãn đường xuôi hướng kèm theo bản tin RESV.
Việc sử dụng thủ tục báo hiệu này, nó trở nên có thể thiết lập một đường hai
hướng chỉ một vòng gửi bản tin PATH và bản tin RESV.
5.4 Việc cài đặt nhãn
Cài đặt nhãn được giới thiệu để chấp nhận báo hiệu trong lớp λ. Trong trường
hợp này, nhãn tương ứng với bước sóng. Trong phần 5.2, giá trị nhãn của đường kết
nối hướng vào được quyến định bởi nút phía xuôi hướng khi bản tin RESV được
gửi và thông báo đến nút phía ngược hướng. Tuy nhiên, thực tế nhãn tương ứng với
bước sóng ở lớp λ có một vài vấn đề có thể xảy ra:
Trong trường hợp một thiết bị truyền dẫn của nút phía ngược hướng không hỗ trợ
bước sóng tương ứng với giá trị nhãn mà nút phía xuôi hướng đã quyết định. Laser
bước sóng thì đắt tiền, và bước sóng ra giới hạn.
Trong trường hợp có sự hạn chế trong chức năng chuyển đổi bước sóng tại nút
trung gian. Trong trường hợp, nó không thể thiếp lập chuyển mạch để mà có thể
tương ứng nhãn của đường kết nối hướng vào với nhãn của đường kết nối hướng ra.
Đó là một chuyển mạch chuyển đổi bước sóng có liên quan tới sự hạn chế đòi hỏi.
Trong trường hợp này, không có chức năng chuyển đổi bước sóng.
Mặc dù cài đặt nhãn của lớp gói tin có nghĩa là cài đặt đường đi của LSP, trong
lớp λ, nó cũng gồm phương pháp cài đặt tài nguyên mạng bên cạnh đường đi LSP,
và một hạn chế trong truyền dẫn bước sóng của thiết bị truyền, và trong chức năng
chuyển đổi bước sóng được tạo. Trong trường hợp, nút phía ngược hướng được yêu
cầu để áp dụng sự hạn chế của giá trị nhãn đến nút xuôi hướng khi nút ngược
hướng gửi bản tin PATH. Bộ nhãn được định nghĩa như một nhóm các nhãn được
hạn chế mà nút ngược hướng cho phép.
Trang 23

Hình 18: Bộ nhãn
Ở đây, chúng tôi mô tả sự tận dụng bộ nhãn bằng cách sử dụng hình 18 như một
ví dụ. Nó cho rằng mỗi nút không có chức năng chuyển đổi bước sóng. Với nút A
(nút nguồn), thiết bị truyền dẫn có thể hỗ trợ màu đỏ, vàng, xanh lá và màu xanh
dương cho những bước sóng và giá trị nhãn tương ứng cho mỗi bước sóng lá 101,
115, 120, and 150 một cách riêng biệt. Mỗi nút, việc tương ứng giữa đường liên kết
các nút liên quan, và giá trị nhãn, và giá trị nhãn được tạo một cách duy nhất cho
mỗi đường liên kết. Những tương ứng này cũng như nhau trong nút đối lập cho
đường liên kết có liên quan. Ví dụ, trong nút B, giá trị nhãn tương ứng đến bước
sóng đỏ, vàng, xanh lá, xanh dương là 101, 115, 120, và 150, một cách riêng biệt.
Nút A gửi bản tin PATH, gồm bộ nhãn (101, 115, 120, 150) như một hạn chế của
các bước sóng mà thiết bị truyền dẫn hỗ trợ tới nút B. Trong nút B, bởi vì nó không
có chức năng chuyển đổi bước sóng, nó phải sử dụng nhãn tương ứng với bộ nhãn
cho đường liên kết giữa nút B và nút C. Sự tương ứng giữa bước sóng và nhãn được
mô tả hình 18. Bởi vì nhãn được gán với mỗi đường kết nối duy nhất, những nhãn
cho đường kết nối nút A và nút B và một giữa nút B và nút C có thể chỉ định cùng
giá trị hoặc khác giá trị. Trong đường liên kết giữa nút B và nút C, nhãn 215 tương
ứng với bước sóng màu vàng thì không sẵn sàng trong ví dụ. Bởi vì nút B không có
chức năng chuyển đổi bước sóng và có thể sử dụng chỉ màu đỏ, xanh lá hoặc xanh
Trang 24

dương, nút B gửi bộ nhãn (201, 220, 250) tới nút C. Trong đường liên kết giữa nút
C và nút D, bước sóng xanh lá không sẵn sàng. Vì thế, trong nút C bộ nhãn bị hạn
chế, và nút C gửi bộ nhãn (301, 350) tới nút D. Khi nút D nhận bộ nhãn (301, 350),
nó có thể chọn một nhãn từ bộ nhãn đã nhận. Trong ví dụ hình 18, nút D chọn nhãn
301 và gửi bản tin RESV bao gồm giá trị nhãn này tới nút C. Sau đó, nút C chọn
201 từ (201, 220, 250) để tạo LSP cho bước sóng đỏ dựa trên bảng tương ứng.
Tương tự, nút B chọn nhãn 101 và thông báo đến nút A với bản tin RESV. Như kết
quả, một LSP sử dụng bước sóng đỏ được tạo giữa nút A và nút D.
Nếu không có sự hạn chế của bộ nhãn, thì nút D chọn nhãn 315 sẵn sàng cho
đường kết nối giữa nút C và nút D, nhưng vì nút C không có chức năng chuyển đổi
bước sóng, nó không thể tạo LSP. Trong trường hợp, bước sóng bị hạn chế trong
nút trên đường đi LSP, thì LSP có thể tao một cách hiệu quả bằng cách sử dụng bộ
nhãn.
5.5 Cấu trúc báo hiệu
Trong mạng GMPLS, khi khái niệm LSP phân cấp được giới thiệu và báo hiệu
hoạt động một cách phân tán được sử dụng, thì nó có thể tạo LSP tại một lớp thấp
hơn bằng cách kích hoạt yêu cầu tạo LSP tại lớp cao hơn. Đây gọi là báo hiệu phân
cấp.
Trang 25

Hình 19: Mô hình phân cấp LSP11
Hình 19 hiển thị ví dụ báo hiệu phân cấp. Trong ví dụ này, mạng bao gồm nút 1,
nút 2, nút 4, và nút 5 mà có một giao diện PSC và nút 3 có giao diện LSC, và có
một lớp gói tin trên lớp λ. Ở đây, chúng ta thử tạo PSC-LSP từ nút 1 tới nút 5, giả
sử rằng LSC-LSP chưa được tạo giữa nút 2 và nút 4.
Đầu tiên, nút 1 gửi bản tin PATH (PSC) tới nút C. PSC trong dấu ngoặc đơn
trong hình 19 chỉ loại chuyển mạch của đối tượng yêu cầu nhãn được mô tả ở phần
5.2. Bởi vì LSC-LSP chưa được tạo giữa nút 2 và nút 4, khi nút 2 nhận bản tin
PATH (PSC), nó gửi bản tin PATH (LSC) tới nút 3 để tạo LSC-LSP. Bản tin PATH
(LSC) được chuyển lên nút 4, và bản tin RESV (LSC) tới nút 2 xuyên qua nút 3, và
LSC-LSP được tạo. LSC-LSP giữa nút 2 và nút 4 trở thành một đường kết nối khi
nó thấy từ lớp gói tin, và nút 2 gửi PATH (LSC) tới nút 4. Sau này, theo thủ tục tạo
PSC-LSP gốc, bản tin PATH (PSC) tới nút 5, và khi bản tin RESV (PSC) được gửi
ngược hướng đường đi bản tin PATH và đến nút 1, tạo PSC-LSP được hoàn tất.
11
Naoaki Yamanaka, Kohei Shiomoto, Eiji Oki, GMPLS Technologies Broadband
Backbone Networks and Systems, Chapter 8.6.1
Trang 26

Nhìn vào ví dụ, bằng cách sử dụng báo hiệu phân cấp, nó có thể tạo một cách tự
động một LSP ở lớp thấp hơn bằng việc sử dụng một kích hoạt từ lớp cao hơn để
tạo LSP.
6 Giao thức quản lý đường kết nối – Link Management Protocol
6.1 Sự cần thiết của LMP
Để quản lý đường kết nối giữa các nút kế nhau, giao thức quản lý đường kết nối
(LMP) được giới thiệu như giao thức GMPLS 12
.
Như mô tả phần 3, mặt phẳng dữ liệu và mặt phẳng điều khiển riêng biệt trong
mạng GMPLS. Điều này bởi vì các giao diện không thể xác định và xử lý chẳng hạn
như các gói tin như TDM, LSC, và FSC. Hai nút kế nhau không cần có kênh điều
khiển và đường liên kết dữ liệu sử dụng cùng phương tiện truyền thông vật lý. Kênh
điều khiển này được dùng để điều khiển hoạt động giao thức định tuyến và giao
thức báo hiệu. Kết quả cho thấy, nó không cần thiết trong trường hợp truyền dữ liệu
phải phù hợp trên kênh dữ diệu, thậm chí báo hiệu điều khiển được truyền đúng trên
kênh điều khiển, và ngược lại.
Khái niệm đường kết nối TE được sử dụng trong mạng GMPLS. Đường kết nối
TE là một đường kết nối trừu tượng được tạo bởi một bó nhiều đường liên kết và
được sử dụng cho mục đích thuận tiện trong việc tính toán đường đi của LSP hoặc
để tăng khả năng mở rộng của giao thức định tuyến.
Như điều kiện mô tả bên trên, nó không thể tương ứng đường kết nối TE với
đường kết nối dữ liệu mà phụ thuộc vào đường kết nối liên quan bằng cách sử dụng
giao thức thông thường. Trong đường liên kết dữ liệu kết nối tại nút đó, nó không
thể tương ứng cổng vật lý của tại nút này tới nút ở xa.
Hơn nữa, trong GMPLS, kênh điều khiển và kênh dữ liệu được tách riêng với
nhau, bao gồm giao diện nhận và truyền tín hiệu quang trực tiếp mà không sử dụng
chuyển đổi điện-quang. Khi lỗi xảy ra trong kênh dữ liệu, điều quan trọng là vị trí
lỗi phải xác định nhanh chống có thể, để thực hiện khôi phục ngay. Tuy nhiên, trong
các giao thức thường mà kênh điều khiển và kênh dữ liệu không riêng biệt nhau, thì
nó không thể xác định vị trí xảy ra lỗi trên đường kết nối dữ liệu.
12
Link Management Protocol (LMP)
Trang 27

Do vậy, vai trò chính của LMP là tương ứng đường kết nối TE đến đường dữ liệu
phụ thuộc đến đường kết nối TE giữa các nút kế cận, tự động tương ứng cổng vật lý
tại nút này đến nút ở xa cho đường kết nối dữ liệu kết nối tới tại nút này, và để xác
định vị trí lỗi trên đường kết nối dữ liệu.
6.2 Các loại đường liên kết dữ liệu
Trước khi mô tả chức năng LMP, chúng ta mô tả các loại đường liên kết trong
phần này. Có hai loại đường liên kết dữ liệu: một là đường kết nối thành phần, một
là đường kết nối cổng. Điều khác nhau giữa đường kết nối cổng và đường kết nối
thành phần như sau. Cổng là đường kết nối vật lý tối thiểu không thể chia được nữa,
và đường kết nối thành phần là một đường kết nối vật lý tối thiểu có thể chia bằng
cách sử dụng khe thời gian hoặc nhãn điều chỉnh.
Ở đây, chúng ta giả sử rằng đường kết nối TE là đường kết nối dữ liệu, như hình
820. Trong hình 20 (a), đường kết nối TE bao gồm nhiều đường OC-192c được pó
lại. Trong trường hợp này, tối thiểu đường kết nối vật lý là OC-192c không thể
được chia nhỏ hơn đường này. Vì thế, đường kết nối luận lý tối thiểu của đường kết
nối này cũng OC-192c. Có hai tham số để xác định đường kết nối luận lý tối thiểu:
một là tham số xác định đường kết nối chỉ ra đường kết nối TE, một là tham số xác
định giao diện chỉ ra giao diện cổng vật lý. Trong trường hợp một cổng, tham số xác
định giao diện tương ứng cổng với nhãn. Ngược lại, trong hình 20 (b), tối thiểu
đường kết nối vật lý là OC-192 (một đường kết nối thành phần) và có thể chia thành
bốn đường OC-48c. Vì thế, trong trường hợp này, đường kết nối vật lý tối thiểu là
OC-48c. Có 3 tham cần xác định đường kết nối luận lý tối thiểu: một là tham số xác
định đường kết nối để xác định đường kết nối TE, một là tham số xác định giao diện
chỉ ra giao diện cổng vật lý, và một là nhãn xác định khe thời gian của OC-48c.
6.3 Các chức năng của LMP
LMP có bốn chức năng:
• Quản lý kênh điều khiển
• Tương quan thuộc tính đường kết nối
• Chứng nhận kết nối
Trang 28

• Quản lý lỗi
Quản lý kênh điều khiển và tương quan thuộc tính đường kết nối là chức năng
không thể thiếu của LMP, và việc xác nhận kết nối và quản lý lỗi là những chức
năng kèm thêm.
Hình 20: Các loại đường kết nối dữ liệu13
6.3.1 Quản lý kênh điều khiển
Để chức năng LMP hoạt động, phải có ít nhất một kênh điều khiển hai hướng
giữa các hai nút kết nối bằng đường kết nối TE. Khi ít nhất một kênh điều khiển hai
hướng được thiết lập, thì các nút kết nối được gọi là LMP kế cận. Chức năng quản
lý kênh điều khiển là để thiết lập và quản lý kênh điều khiển.
13
Trang 29

Hình 21: Giao thức quản lý đường kết nối14
Hình 21 hiển thị một ví dụ kênh điều khiển giữa các nút. Trong ví dụ, mặc dù
kênh điều khiển đang sử dụng một phương tiện vật lý khác nhau so với cái được sử
dụng trong đường kết nối dữ liệu, nó cũng có thể sử dụng cùng phương tiện vật lý.
Giao tiếp dữ liệu điều khiển giữa các nút kế cận được thực thi bằng giao thức IP.
Tất cả gói tin LMP hoạt động như các gói tin UDP (User Datagram Protocol) có
một số cổng LMP. Trong giao tiếp bằng giao thức IP, bộ định tuyến IP có thể chèn
vào giữa các nút kế cận, và nếu giao tiếp bằng giao thức IP thì có thể không có sự
hạn chế trong kênh điều khiển. Kênh điều khiển này cũng có thể sử dụng giao tiếp
giao thức mở rộng OSPF hoặc mở rộng RSVP.
Kênh điều khiển của mỗi hướng được xác định bằng một tham số xác định kênh
điều khiển. Các kênh điều khiển cho cả hai hướng có thể tương ứng bằng cách sử
dụng bản tin Config. Bản tin Config được gửi từ nút này tới nút ở xa để thiết lập
kênh điều khiển. Lúc này, giao diện của kênh điều khiển trong nút ở xa cần địa chỉ
IP là cấp phát động hay là tĩnh. Bản tin Config gồm một tham số xác định kênh điều
khiển cục bộ, một tham số xác định nút phía gửi, một tham số xác định bản tin, các
tham số Config, v.v. Một bản tin LMP được gửi một cách bảo mật với tham số xác
14
Backbone Networks and Systems, Chapter 8.6.3.1
Trang 30

định bản tin 32-bit và một chức năng gửi lại. Số lượng tham số xác định bản tin tăng
và trả về 0 khi nó đạt giá trị tối đa.
Nút từ xa nhận bản tin Config và gửi bản tin bản tin ConfigACK, nếu không có
vấn đề gì trong nội dung bản tin Config, nó gửi bản tin ConfigNack khi nội dng
truyền có vấn đề. Trong trường hợp, kênh điều khiển đường kết nối không thiết lập,
thì nút ở xa phải chỉnh sửa nội dụng bản tin Config và cố thiết lập kênh điều khiển.
Khi kênh điều khiển được thiết lập, giao thức LMP Hello được kích hoạt. Giao
thức LMP Hello trao đổi bản tin Hello giữa các nút kế cận và xác nhận kênh điều
khiển bình thường. Khi bản tin Hello không thể trao đổi, đường kết nối TE đưa vào
trạng thái suy giảm nhưng vẫn họa động bình thường, còn kênh điều khiển không
hoạt động bình thường. Khi đường kết nối TE quay lại trạng thái bình thường từ
trạng thái suy giảm, thì kênh điều khiển quay lại trạng thái thiết lập. Tuy nhiên, nếu
đường kết nối TE không thể phục hồi lại từ trạng thái suy giảm, thì đường kết nối
TE bị mất kết nối.
6.3.2 Sự tương quan thuộc tính đường kết nối
Sự tương quan này được thực thi để đồng bộ các thuộc tính của một đường kết
nối TE giữa các nút kế cận bằng nhóm các đường kết nối dữ liệu (đường kết nối
thành phần hoặc cổng) tới đường kết nối TE. Điều này được thực thi sau khi đường
kết nối TE được thiết lập hoặc sau khi đường kết nối TE thiết lập một cách tự động
bằng chức năng xác nhận kết nối mà là chức năng kèm thêm của LMP, bằng cách
sử dụng bản tin LinkSummary, bản tin LinkSummaryAck, và bản tin
LinkSummaryNack.
Như hình 21, khi có một hoặc nhiều đường kết nối TE giữa các nút kế cận, mỗi
đường kết nối TE có một xác định đường kết nối tại mỗi nút ở hai đầu và mỗi
đường kết nối dữ liệu (đường kết nối thành phần hoặc cổng) có một tham số xác
định giao diện tại mỗi nút ở cả hai đầu. Xác định đường kết nối và xác định giao
diện được thể hiện bằng IPv.4, IPv.6, hoặc không số địa chỉ.
Nó có thể đồng bộ các thuộc tính của đường kết nối TE giữa các nút kế cận bằng
cách nhóm các đường kết nối dữ liệu (đường kết nối thành phần và cổng) đến
đường kết nối TE với bản tin LinkSummary. Bản tin LinkSummary bao gồm đối
tượng đường kết nối TE và đối tượng đường kết nối dữ liệu. Đối tượng đường kết
Trang 31

nối TE phân biệt tham số xác định đường kết nối cục bộ và đường kết nối từ xa của
đường kết nối TE, và chỉ thị sự xác nhận kết nối và chức năng quản lý lỗi mà chức
năng kèm thêm của LMP được hỗ trợ hoặc không. Đối tượng đường kết nối bao
gồm thông tin đường kết nối dữ liệu (loại chuyển mạch giao diện, xác định giao
diện, v.v) mà tạo đường kết nối TE.
Nút cục bộ nhận bản tin LinkSummary từ nút ở xa kiểm tra nội dung của bản tin
LinkSummary đối chiếu lại thông tin của đường kết nối TE mà nút cục bộ sở hữu.
Thông tin đường kết nối TE mà đường kết nối nút cục bộ sở hữu gồm thông tin
được sử dụng khi đường kết nối TE tự động thiết lập bằng chức năng tự động xác
nhận kết nối như chức năng kèm thêm của LMP hoặc thông tin cầu hình được sử
dụng khi đường kết nối TE được thiết lập bằng tay.
Bản tin LinkSummaryAck gửi đến nút khởi tạo của bản tin LinkSummary khi
tham số xác định giao diện đường kết nối dữ liệu phụ thuộc vào đường kết nối TE
đồng ý với định nghĩa của thuộc tính đường kết nối. Khi nút này nhận bản tin Link-
SummnaryAck, thì các thuộc tính của đường kết nối TE giữa các nút kế cận được
xác nhận. Nếu tham số xác định giao diện không đồng ý với nội dung, nó gửi bản
tin LinkSummnaryNack bao gồm nội dụng có vấn đề. Nút mà nhận bản tin
LinkSummaryNack sẽ gửi một bản tin LinkSummary mới phản hồi nội dung của
bản tin LinkSummaryNack tới nút kế cận.
Bản tin LinkSummary có thể trở nên lớn khi số lượng đối tượng đường kết nối
dữ liệu tăng. Vì vậy, trong lúc gửi và nhận bản tin LMP, nút gửi gói tin LMP có
chức năng phân chia mảnh gói tin IP, và gói nhận gói tin LMP phải có chức năng
lắp ghép các gói tin IP được phân chia mảnh.
6.3.3 Xác nhận kết nối
Có hai cách thiết lập đường kết nối TE: cách tự động và bằng tay. Khi thiết lập
bằng tay, thì kết nối của đường kết nối dữ liệu phụ thuộc vào đường kết nối TE
được xác nhận bằng tay, và sau đó các thuộc tính của đường kết nối TE được thiết
lập trên cả hai nút ở hai đầu như thông tin cấu hình. Chức năng xác nhận kết nối của
LMP là chức năng thiết lập đường kết nối TE tự động.
Thật khó khăn để xác nhận kết nối của đường kết nối dữ liệu giữa các giao diện
trong suốt gửi và nhận báo hiệu quang với chuyển đổi chúng tới hoặc từ báo hiệu
Trang 32

điện. Vì thế, việc kết nối của đường kết nối dữ liệu phải được xác nhận trước khi
lưu lượng người dùng được gửi tới. Để làm như vậy, đường kết nối dữ liệu được
chuyển tới thiết bị có thể gửi hoặc nhận báo hiệu điện tại nút ở hai đầu, và sau đó
bản tin Test gửi đến đường kết nối dữ liệu để xác nhận kết nối. Khi kết nối của
nhiều đường kết nối dữ liệu cần được xác nhận, nó không cần gửi đồng thời bản tin
Test tới các đường kết nối dữ liệu, nhưng đó là ý tốt để xác nhận kết nối của mỗi
đường kết nối dữ liệu một tới một. Nút hỗ trợ chức năng xác nhận kết nối phải có
thể kết nối ít nhất một trong những giao diện để xác nhận thiết bị gửi và nhận bản
tin Test. Ở đây nó nên ghi chú rằng, trong LMP, chỉ bản tin Test được gửi trên
đường kết nối dữ liệu và tất cả các bản tin LMP khác được gửi trên kênh điều khiển.
Chức năng xác nhận kết nối được thực thi bằng các bản tin như: bản tin
BeginVerify, bản tin BeginVerifyAck, bản tin BeginVerifyNack, bản tin EndVerify,
bản tin EndVerifyAck, bản tin EndVerifyNack, bản tin Test, bản tin TestStatus-
Success, bản tin TestFailure, bản tin TestStatusAck.
Ở đây, chúng ta mô tả hoạt động của việc xác nhận kết nối được thể hiện hình 21.
Để chúng ta xem xét xác nhận kết nối của đường kết nối TE giữa tham số xác nhận
đường kết nối số 13 tại nút A và số 25 tại nút B.
1- Nút A gửi bản tin BeginVerify xuyên qua kênh điều khiển. Bản tin
BeginVerify bao gồm tham số xác nhận cục bộ số 13 của đường kết nối TE
và nút A bắt đầu xác nhận kết nối của đường kết nối dữ liệu phụ thuộc vào
đường kết nối TE đối chiếu nút B.
2- Khi nút B nhận bản tin BeginVerify, nó tạo tham số xác nhận và gán tham số
này đến đường kết nối TE từ nút A. Tham số này được sử dụng khi nút B
nhận bản tin Test từ nút A. Nút B nhận ra tham số xác nhận đường kết nối số
13 của nút A và gửi tham số xác nhận đường kết nối cục bộ số 25 của nó,
tham số xác nhận đường kết nối số 13, và tham số xác nhận được chèn vào
bản tin BeginVerifyAck tới nút A.
3- Khi nút A nhận bản tin BeginVerifyAck, bản tin Test được gửi trên đường kết
nối dữ liệu với xác nhận giao diện số 1. Bản tin Test gửi tham số xác nhận tới
nút B và tham số xác nhận giao diện cục bộ 1 tới nút A. Khi bản tin Test gửi
Trang 33

trên đường kết nối dữ liệu, thì nút B kết nối giao diện đường kết nối dữ liệu
tới thiết bị có thể nhận và gửi báo hiệu điện để kiểm tra.
4- Khi nút B nhận bản tin Test, tham số xác nhận giao diện của nút A và nút B
được gán với nhau, bản tin TestStatusSeccess được tới nút A xuyên qua kênh
điều khiển. Bản tin TestStatusSuccess bao gồm tham số xác nhận giao diện và
tham số xác nhận của cả hai nút. Tham số xác nhận này nhận ra đường kết nối
TE hoặc xác nhận đường kết nối.
5- Nút A gửi bản tin TestStatusSuccess tới nút B để thông báo nó đã nhận bản
tin TestStatusSuccess.
6- Các thủ tục này được lặp lại để duy trì các đường kết nối dữ liệu xác nhận
mỗi đường kết nối.
7- Khi tất cả các đường kết nối dữ liệu được kiểm tra, nút A gửi bản tin
EndVerify xuyên qua kênh điều khiển tới nút B.
8- Cuối cùng, nút B gửi bản tin EndVerifyAck tới nút A để chỉ ra nó đã nhận
bản tin EndVerify xuyên qua kênh điều khiển.
Việc sử dụng các thủ tục này, nó có thể xác nhận việc kết nối của các đường kết
nối dữ liệu một cách tự động.
6.3.4 Quản lý lỗi.
Quản lý lỗi là một chức năng kèm theo của LMP có vai trò xác định vị trí lỗi của
đường kết nối TE. Khả năng kiểm tra lỗi của đường kết nối TE và xác định vị trí lỗi,
điều đó có thể bảo vệ mạng ngay và khôi phục từ trạng thái lỗi. Chức năng quản lý
lỗi được thực hiện bằng cách sử dụng các bản tin như: bản tin ChannelStatus, bản
tin ChannelStatusAck, bản tin ChannelStatusRequest, bản tin ChannelStatusRes-
ponse.
Trong trường hợp giao diện trong suốt nhận và gửi các báo hiệu quang mà không
chuyển đổi đến hoặc từ báo hiệu điện, phát hiện đường kết nối dữ liệu lỗi được thực
hiện bằng cách đo suy giảm tín hiệu ở lớp vật lý, chẳng hạn như sự tắt tín hiệu
quang. Tuy nhiên, chức năng quyến định suy giảm của lớp vật lý thì độc lập với
chức năng LMP.
Trang 34

Khi lỗi xảy ra trên đường kết nối dữ liệu giữa các nút, nó có thể xảy ra tất cả các
nút phía xuôi hướng của LSP phát hiện lỗi và tạo ra nhiều cảnh báo mà không phát
hiện ra vị trí lỗi. Xuôi/ngược hướng được xác định bởi hướng truyền dữ liệu đi. Để
tránh tạo nhiều cảnh báo cho cùng một lỗi, thì chức năng thông báo lỗi được sẵn
sàng bằng việc sử dụng bản tin ChannelStatus trong LMP.
Để xác định đường kết nối bị lỗi giữa các nút kế cận, thì các nút xuôi hướng phát
hiện một lỗi của LSP thông báo rằng chúng phát hiện một lỗi đến các nút ngược
hướng bằng cách sử dụng bản tin ChannelStatus. Các nút ngược hướng kiểm tra
xem một lỗi đường kết nối ngược hướng đã được phát hiện hoặc không trái với lỗi
đường kết nối xuôi hướng. Nếu đường kết nối ngược hướng nhìn thấy từ chính nút
nó bình thường, thì nó thông báo có một lỗi trong kết nối giữa các nút kế cận đến
các nút xuôi hướng bằng cách sử dụng bản tin ChannelStatus. Nếu lỗi cũng được
phát hiện trong chính nút ngược hướng thì nó thông báo đường kết nối các nút kế
cận bình thường bằng cách sử dụng bản tin ChannelStatus. Nếu bản tin
ChannelStatus không được gửi từ nút ngược hướng, thì nó gửi bản tin
ChannelStatusRequest tới nút ngược hướng. Khi vị trí lỗi trên đường kết nối dữ liệu
được xác định, thì quá trình khôi phục từ lỗi được thực hiện bằng giao thức báo
hiệu.
7 Mô hình ngang hàng và mô hình phủ kính
Từ quan điểm của hoạt động mạng, GMPLS hỗ trợ hai mô hình, mô hình ngang
hàng (Peer Model) và mô hình phủ kính (Overlay Model). Hình 22 và hình 23 thể
hiện mô hình ngang hàng và mô hình phủ kính. Phần này, chúng ta mô tả mạng gồm
có bộ định tuyến IP và OXC.
Trang 35

Hình 22: Mô hình ngang hàng15
7.1 Mô hình ngang hàng
Như hình 22, trong mô hình ngang hàng, tất cả bộ định tuyến IP và OXC với
mạng tồn tại là nút ngang hàng, một điều tương đương, và chúng được điều khiển
bằng một mặt phẳng điều khiển duy nhất. Các bộ định tuyến IP và OXC có thể lấy
thông tin mạng topo của tất cả lớp gói tin và lớp λ. Địa chỉ IP đặt cho các bộ định
tuyến IP và OXC phải cùng hệ thống địa chỉ.
Bởi vì mô hình ngang hàng hoạt động bằng một mặt phẳng điều khiển duy nhất,
nó có thể vẽ ra đầy đủ giá trị phân cấp của LSP và nhiều lớp kỹ thuật lưu lượng mà
đó là tính năng đặc trưng của GMPLS cho mạng với cấu trúc lớp phức tạp. Hơn
nữa, mô hình ngang hàng có giá trị, nó có thể thực thi việc bảo vệ hai đầu cuối hoặc
khôi phục thậm chí có nhiều lớp xen kẽ với nhau.
Tuy nhiên, trong mô hình ngang hàng, bởi vì các trạng thái đường kết nối của các
lớp được quảng bá tới mỗi nút, lượng lớn thông tin được chuyển đổi xuyên qua mặt
phẳng điều khiển. Hơn nữa, nếu kỹ thuật lưu lượng nhiều lớp được thực thi xem xét
các trạng thái kết nối của tất cả các lớp, số lượng tính toán cần thiết trở nên rộng
lớn. Với khả năng mở rộng vấn đề này, thật khó khăn để nhận ra một mô hình
ngang hàng hoàn hảo. Ngược lại, mô hình phủ kính có thể giải quyết vấn đề mở
15
Trang 36

rộng này. Trong tương lai gần, sự mong đợi một mô hình ngang hàng hoàn hảo hơn
sẽ được thực hiện trong các giai đoạn bằng cách giới thiệu mô hình ngang hàng
sang mô hình phủ kính.
7.2 Mô hình phủ kính
Như hình 23, mô hình phủ kính được tách riêng sang mặt phẳng điều khiển IP và
mặt phẳng điều khiển quang, cả hai kết nối bằng UNI (User Network Interface).
Lớp IP không thể biết mô hình topo của lớp λ, và OXC không thể biết mô hình topo
của lớp gói tin. Bởi vì, các mặt phẳng điều khiển đã tách riêng, địa chỉ IP của bộ
định tuyến IP và địa chỉ IP của OXC có thể có từ các hệ thống địa chỉ khác nhau.
Hình 23: Mô hình phủ kính16
Mô hình phủ kính có thể xem như mô hình client-server (lớp trên được thấy như
client, lớp dưới được thấy như server). Khi một yêu cầu tạo LSP (PSC-LSP) giữa
các bộ định tuyến IP đưa ra, thì lớp gói tin yêu cầu lớp λ xuyên qua UNI quang để
có thể đặt một tài nguyên mạng mong muốn hoặc không. Nếu có thể, nó tạo LSP
16
Trang 37

giữa các bộ định tuyến IP bằng cách sử dụng các tài nguyên của lớp λ (ví dụ: LSC-
LSP).
Tính năng đặc trưng của mô hình phủ kính như thế, bởi vì các mặt phẳng điều
khiển của các lớp cao và lớp thấp được tách riêng với nhau, không có vấn đề mở
rộng như đã thấy ở mô hình ngang hàng. Hơn nữa, với cùng lớp cao, thì nó có thể
cập nhật mặt phẳng điều khiển hoặc các thành phần mạng, như một nút, một cách
độc lập với nhau. Cái này cũng chấp nhận đến quan hệ giữa lớp cao với lớp thấp.
Mô hình ngang hàng có thể khai thác đầy đủ các thuận lợi GMPLS, như kỹ thuật
lưu lượng đa lớp, nhưng lợi ích khả năng mở rộng, mô hình phủ kính hạn chế việc
sử dụng đầy đủ các chức năng GMPLS bằng cách chia mặt phẳng điều khiển thành
hai lớp. Một số xem xét mô hình phủ kính như là bước giới thiệu trong ứng dụng
mang GMPLS. Các thuận lợi của kỹ thuật lưu lượng đa lớp trong mô hình ngang
hàng và thuận lợi khả năng mở rộng với các mặt phẳng điều khiển trong mô hình
phủ kính là được thỏa hiệp. Lựa chọn mô hình tốt nhất cho mạng GMPLS (mô hình
ngang hàng hoặc mô hình phủ kính) thì vẫn đang tranh luận với các tổ chức chuẩn
hóa, gồm IETF và OIF (Optical Internetworking Forum).
Trang 38

KẾT LUẬN
Thành tựu trong lĩnh vực các thành phần quang sẽ tận dụng cho việc giới thiệu
tất cả mạng quang trong tất cả khu vực vận chuyển thông tin và sẽ đề nghị người
thiết kế hệ thống tạo ra giải pháp mới cho phép phát triển thuận tiện, nhanh chóng
trong mạng viễn thông. Gần đây, các thiết bị chuyển mạch quang IP đang phát triển,
chúng hoạt động theo mặt phẳng điều khiển nền GMPLS chung để hỗ trợ kỹ thuật
lưu lượng đầy đủ tính năng trong cơ sở hạ tầng trong suốt quang hiện đại.
Ưu điểm chính của phương pháp này nó dựa trên các giao thức đã triển khai
rộng rãi và đã tồn tại rồi trong khi nhiệm vụ quản lý và kỹ thuật mạng có thể được
thực hiện thống nhất trong cả dữ liệu và miền quang. Hơn nữa, nó cung cấp một nền
tảng chức năng có thể đáp ứng sự kỳ vọng trong tương lai liên quan đến cách mạng
làm việc và các dịch vụ sẽ được cung cấp cho khách hàng. Chúng ta có thể hình
dung trong mạng có sử dụng mặt phẳng điều khiển trên nền GMPLS chung thì tất
cả thành phần mạng làm việc nhau để tự động thiết lập con đường quang xuyên qua
mạng.
Đây là mạng quang nó sẽ cung cấp băng thông cao một phần mười giây, và cho
phép tạo doanh thu dịch vụ và tiết kiệm chi phí đáng kể cho nhà cung cấp dịch vụ.
Tất cả kế hoạch thành công đều phải dựa vào cơ sở hạ tầng quang trên GMPLS, một
môi trường làm việc với tốc độ ánh sáng.
Trang 39

Tài liệu tham khảo
[1]. Kompella, K. and Rekhter, Y., OSPF Extensions in Support of Generalized
MPLS, IETF draft, http://www.ietf.org/rfc/rfc4203.txt, Oct. 2005.
[2]. Kompella, K. et al., Link Bundling in MPLS Traffic Engineering, IETF draft,
http://tools.ietf.org/html/draft-ietf-mpls-bundle-06, Dec. 2004.
[3] Banerjee, A. et al., Generalized multiprotocol label switching: an overview
of signaling enhancements and recovery techniques, IEEE Commun. Mag., Vol. 39,
Issue7, 144–151, 2001.
[4] Lang, J. et al., Link Management Protocol (LMP), IETF draft,
http://tools-.ietf.org/html/draft-ietf-ccamp-lmp-10 Oct. 2003 (work in progress).
[5] Naoaki Yamanaka, Kohei Shiomoto, Eiji Oki, GMPLS Technologies
Broadband Backbone Networks and Systems, CRC Press Taylor & Francis Group,
2006.
Trang 40

Luận văn: Chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát, HOT

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (19)

Similar to Luận văn: Chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát, HOT

Similar to Luận văn: Chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát, HOT (20)

More from Dịch vụ viết bài trọn gói ZALO: 0909232620

More from Dịch vụ viết bài trọn gói ZALO: 0909232620 (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Luận văn: Chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát, HOT