Chuyên đề Kỹ thuật lưu lượng với chuyển mạch nhãn đa giao thức

) Bản tin giải phóng (Release) Bản tin thu hồi nhãn (Label Withdraw) Bản tin yêu cầu (Request) Bản tin huỷ bỏ yêu cầu (Request Abort) Dạng bản tin Initialization: Các bản tin thuộc loại này được gửi khi bắt đầu một phiên LDP giữa 2 LSR để trao đổi các tham số, các tuỳ chọn cho phiên. Các tham số này bao gồm: Chế độ phân bổ nhãn Các giá trị bộ định thời Phạm vi các nhãn sử dụng trong kênh giữa 2 LSR đó. Cả 2 LSR đều có thể gửi các bản tin Initialization và LSR nhận sẽ trả lời bằng KeepAlive nếu các tham số được chấp nhận. Nếu có một tham số nào đó không được chấp nhận thì LSR trả lời thông báo có lỗi và phiên kết thúc. Dạng bản tin KeepAlive: Các bản tin KeeepAlive được gửi định kỳ khi không có bản tin nào được gửi để đảm bảo cho mỗi thành phần LDP biết rằng thành phần LDP khác đang hoạt động tốt. Trong trường hợp không xuất hiện bản tin KeepAlive hay một số bản tin khác của LDP trong khoảng thời gian nhất định thì LSR sẽ xác định đối phương hoặc kết nối bị hỏng và phiên LDP bị dừng. Dạng bản tin Label Mapping: Các bản tin Label Mapping được sử dụng để quảng bá liên kết giữa FEC (tiền tố điạ chỉ) và nhãn. Bản tin Label Withdrawal thực hiện quá trình ngược lại: nó được sử dụng để xoá bỏ liên kết vừa thực hiện. Bản tin này được sử dụng khi có sự thay đổi trong bảng định tuyến (thay đổi tiền tố địa chỉ) hay thay đổi trong cấu hình LSR làm tạm dừng việc chuyển nhãn các gói trong FEC đó. Dạng bản tin Label Release: Bản tin này được sử dụng bởi LSR khi nhận được chuyển đổi nhãn mà nó không cần thiết nữa. Điều đó thường xảy ra khi LSR giải phóng nhận thấy nút tiếp theo cho FEC đó không phải là LSR quảng bá liên kết nhãn/FEC đó. Trong chế độ hoạt động gán nhãn theo yêu cầu từ phía trước, LSR sẽ yêu cầu gán nhãn từ LSR lân cận phía trước sử dụng bản tin Label Request. Nếu bản tin Label Request cần phải huỷ bỏ trước khi được chấp nhận (do nút kế tiếp trong FEC yêu cầu đã thay đổi), thì LSR yêu cầu sẽ loại bỏ yêu cầu với bản tin Label Request Abort. Giao thức CR-LDP Giao thức CR-LDP được sử dụng để điều khiển cưỡng bức LDP. Giao thức này là phần mở rộng của LDP cho quá trình định tuyến cưỡng bức của LSP. Cũng giống như LDP, nó sử dụng các phiên TCP giữa các LSR đồng cấp để gửi các bản tin phân phối nhãn. Khái niệm định tuyến cưỡng bức Về cơ bản chúng ta có thể định nghĩa định tuyến cưỡng bức như sau. Một mạng có thể được biểu diễn đưới dạng sơ đồ theo V và E G(V,E) trong đó V là tập hợp các nút mạng và E là tập hợp các kênh kết nối giữa các nút mạng. Mỗi kênh sẽ có các đặc điểm riêng. Đường kết nối giữa nút thứ nhất đến nút thứ hai trong cặp phải thoả mãn một số điều kiện cưỡng bức. Tập hợp các điều kiện cưỡng bức này được coi là các đặc điểm của các kênh và chỉ có nút đầu tiên trong cặp đóng vai trò khởi tạo đường kết nối mới biết các đặc điểm này. Nhiệm vụ của định tuyến cưỡng bức là tính toán xác định đường kết nối từ nút này đến nút kia sao cho đường này không vi phạm các điều kiện cưỡng bức và là một phương án tối ưu theo một tiêu chí nào đó (số nút ít nhất hoặc đường ngắn nhất). Khi đã xác định được một đường kết nối thì định tuyến cưỡng bức sẽ thực hiện việc thiết lập, duy trì và truyền trạng thái kết nối dọc theo các kênh trên đường. Điểm khác nhau chính giữa định tuyến IP truyền thống và định tuyến cưỡng bức đó là: thuật toán định tuyến IP truyền thống chỉ tìm ra đường tối ưu ứng với một tiêu chí (ví dụ như số nút nhỏ nhất); trong khi đó thuật toán định tuyến cưỡng bức vừa tìm ra một đường tối ưu theo một tiêu chí nào đó đồng thời phương án đó phải không vi phạm điều kiện cưỡng bức. Yêu cầu không vi phạm các điều kiện cưỡng bức là điểm khác nhau cơ bản để phân biệt giữa định tuyến cưỡng bức và định tuyến thông thường. Trên đây chúng ta đã đề cập đến việc tìm đường không vi phạm các điều kiện cưỡng bức, tiếp theo chúng ta sẽ tìm hiểu thế nào là các điều kiện cưỡng bức. Một điều kiện cưỡng bức phải là điều kiện giúp ta tìm ra một đường có các tham số hoạt động nhất định, độ rộng băng tần khả dụng của kênh truyền là một yếu tố quan trọng trong việc định tuyến cưỡng bức. Ngoài ra điều kiện cưỡng bức cũng có thể là việc quản trị. Ví dụ như một nhà quản trị mạng muốn ngăn không cho một lưu lượng loại nào đó không được đi qua một số kênh nhất định trong mạng, trong đó các kênh được xác định bởi các đặc điểm cụ thể. Cũng giống như điều kiện cưỡng bức là khả năng của kênh, điều kiện cưỡng bức là quản trị ứng với các đường khác nhau cũng có thể có các điều kiện cưỡng bức là quản trị khác nhau. Ví dụ như đối với một cặp nút, đường từ nút thứ nhất trong cặp tới nút thứ hai có thể bao gồm một tập hợp kênh có một số đặc điểm nhất định bị loại ra, trong khi đối với một cặp khác thì lại có một tập kênh khác bị loại ra Định tuyến cưỡng bức có thể kết hợp cả hai điều kiện cưỡng bức là quản lý và tính năng của kênh chứ không nhất thiết là chỉ một trong hai điều kiện. Ví dụ như định tuyến cưỡng bức phải tìm ra đường vừa phải có một độ rộng băng tần nhất định vừa phải loại trừ một số kênh có đặc điểm nhất định. Các phần tử định tuyến cưỡng bức. Để một hệ thống định tuyến IP có thể hỗ trợ định tuyến cưỡng bức, nó phải thoả mãn các đặc điểm sau: Khả năng tính toán và xác định đường tại phía nguồn. Khả năng phân phối thông tin về cấu trúc mạng và đặc điểm các kênh tới tất cả các nút trong mạng. Hệ thống phải hỗ trợ định tuyến hiện. Tài nguyên mạng có thể dự phòng và các thông số của kênh có thể thay đổi được khi truyền lưu lượng tương ứng trên tuyến. Điều kiện cưỡng bức "chọn đường ngắn nhất". Như đã đề cập ở trên, định tuyến cưỡng bức phải tính toán xác định được đường thoả mãn các điều kiện sau: Là tối ưu theo một tiêu chí nào đó (ví dụ như đường ngắn nhất hoặc số nút ít nhất) Không vi phạm các điều kiện cưỡng bức. Một trong cách thoả mãn tiêu chí tối ưu là sử dụng thuật toán “trước tiên là đường ngắn nhất” (SPF). Thuật toán SPF trong định tuyến IP đơn giản, việc tính toán xác định đường phải tối ưu theo một tiêu chí nào đó (ví dụ như khoảng cách). Vì vậy để tính toán xác định đường không vi phạm các điều kiện cưỡng bức chúng ta cần sửa đổi thuật toán sao cho nó tính đến các điều kiện cưỡng bức. Chúng ta hãy xem xét một thuật toán loại này đó là: điều kiện cưỡng bức “chọn đường ngắn nhất” (CSPF). Về tổng quát, thủ tục kiểm tra xem kênh có thoả mãn một điều kiện cưỡng bức cụ thể là đặc điểm của định tuyến cưỡng bức. Ví dụ như nếu điều kiện cưỡng bức cần thoả mãn là độ rộng băng tần khả dụng, khi đó chúng ta cần kiểm tra độ rộng băng tần khả dụng của kênh có lớn hơn một giá trị độ rộng băng tần được chỉ ra trong điều kiện cưỡng bức; chỉ khi thoả mãn chúng ta mới kiểm tra nút W ở đầu kia của kênh. Để kiểm tra kênh có thoả mãn một điều kiện cưỡng bức cụ thể nào đó thì chúng ta phải biết trước các thông tin của kênh tương có liên quan đến điều kiện cưỡng bức. Ví dụ như khi điều kiện cưỡng bức cần thoả mãn là độ rộng băng tần khả dụng thì thông tin cần có là độ rộng băng tần khả dụng của từng kênh. Lưu ý rằng thuật toán tính toán xác định đường sử dụng trong CSPF, yêu cầu bộ định tuyến thực hiện việc tính toán xác định đường phải có các thông tin về tất cả các kênh trong mạng. Điều đó có nghĩa là chỉ một số loại giao thức định tuyến có thể hỗ trợ định tuyến cưỡng bức đó là các giao thức định tuyến theo trạng thái kênh (ví dụ như IS-IS, OSPF). Còn các giao thức định tuyến theo vector khoảng cách (ví dụ như RIP) không hỗ trợ định tuyến cưỡng bức. Để minh hoạ cho CSPF, chúng ta hãy xem xét ví dụ trên hình 2-11. Chúng ta giả sử rằng độ dài tất cả các kênh đều bằng nhau và có giá trị là 1. Chúng ta cũng giả sử rằng tất cả các kênh đều có độ rộng băng tần khả dụng là 150 Mb/s, ngoại trừ kênh nối từ LSR2 đến LSR4 có độ rộng băng tần khả dụng là 45 Mb/s. Nhiệm vụ của chúng ta là tìm đường từ LSR1 đến LSR6 sao cho có độ dài ngắn nhất và độ rộng băng tần khả dụng phải lớn hơn hoặc bằng 100 Mb/s. Ở đây điều kiện cưỡng bức cần thoả mãn là độ rộng băng tần khả dụng. Hình 2-11: Ví dụ về CSPF Khởi đầu cây đường ngắn nhất (có gốc ở LSR1) chỉ có nút LSR1. Tiếp theo chúng ta kiểm tra hai nút bên cạnh LSR1 đó là LSR2 và LSR3 với lưu ý rằng độ rộng băng tần khả dụng của kênh (LSR1-LSR2) và (LSR1-LSR3) đều lớn hơn giá trị cần thiết là 100 Mb/s. Kết luận không kênh nào vi phạm điều kiện cưỡng bức, vì vậy chúng ta bổ sung LSR2 và LSR3 vào danh sách “ứng cử”. Tiếp theo chúng ta tìm nút có khoảng cách ngắn nhất đến LSR1 trong danh sách các nút “ứng cử”. Nút này là LSR2 (ở đây cả hai nút LSR2 và LSR3 đều có khoảng cách như nhau đến LSR1 ví vậy có thể chọn ngẫu nhiên là LSR2), chúng ta bổ sung nó vào cây đường ngắn nhất (LSR1, LSR2) và xoá nó khỏi danh sách các nút “ứng cử”. Kết thúc một vòng của thuật toán. Vòng thứ 2 chúng ta kiểm tra nút cạnh nút LSR2 là LSR4. Với nút này chúng ta thấy rằng độ rộng băng tần khả dụng trên kênh (LSR2-LSR4) nhỏ hơn độ rộng băng tần yêu cầu. Vì vậy kênh này không thoả mãn điều kiện cưỡng bức và chúng ta không bổ sung LSR4 vào danh sách nút “ứng cử”. Chúng ta vẫn còn LSR3 trong danh sách nút “ứng cử”, vì vậy ta bổ sung nó vào cây đường ngắn nhất (LSR1, LSR3) và xoá nó khỏi danh sách “ứng cử”. Kết thúc vòng thứ hai của thuật toán. Tại vòng thứ 3 của thuật toán, chúng ta kiểm tra nút cạnh nút LSR3 là nút LSR5. Với nút này chúng ta thấy rằng độ rộng băng tần khả dụng trên kênh (LSR3-LSR5) lớn hơn độ rộng băng tần yêu cầu. Vì vậy kênh này thoả mãn điều kiện cưỡng bức và ta bổ sung nó vào danh sách nút “ứng cử”. Tiếp theo chúng ta tìm trong danh sách các nút “ứng cử”nút có khoảng cách ngắn nhất tới LSR1 là nút LSR5. Vì vậy ta bổ sung LSR5 vào cây đường ngắn nhất (LSR1, LSR3, LSR5) và xoá LSR5 khỏi danh sách “ứng cử”. Kết thúc vòng thứ 3 của thuật toán. Tại vòng thứ 4 của thuật toán, ta kểm tra nút cạnh nút LSR5 là LSR4. Với nút này chúng ta thấy rằng độ rộng băng tần khả dụng trên kênh (LSR5-LSR4) lớn hơn độ rộng băng tần yêu cầu. Vì vậy kênh này thoả mãn điều kiện cưỡng bức và ta bổ sung nó vào danh sách nút “ứng cử”. Tiếp theo chúng ta tìm trong danh sách các nút “ứng cử”nút có khoảng cách ngắn nhất tới LSR1 là nút LSR4. Vì vậy ta bổ sung LSR5 vào cây đường ngắn nhất (LSR1, LSR3, LSR5, LSR4) và xoá LSR4 khỏi danh sách “ứng cử”. Kết thúc vòng thứ 4 của thuật toán. Tại vòng thứ 5 của thuật toán, ta kểm tra nút cạnh nút LSR5 là LSR6 và LSR7. Với nút này chúng ta thấy rằng độ rộng băng tần khả dụng trên các kênh (LSR4-LSR6) và (LSR4-LSR7) lớn hơn độ rộng băng tần yêu cầu. Vì vậy kênh này thoả mãn điều kiện cưỡng bức và ta bổ sung LSR6 và LSR7 vào danh sách nút “ứng cử”. Tiếp theo chúng ta nhận thấy rằng trong danh sách các nút “ứng cử” có nút LSR6 có khoảng cách ngắn nhất tới LSR1. Vì vậy ta bổ sung LSR6 vào cây đường ngắn nhất (LSR1, LSR3, LSR5, LSR4, LSR6) và xoá LSR6 khỏi danh sách “ứng cử”. Tại đây chúng ta nhận thấy cây đường ngắn nhất đã có chứa nút LSR6 là nút đích của đường cần tìm. Vì vậy thuật toán kết thúc ở đây. Kết quả đường ngắn nhất từ LSR1 đến LSR6 là (LSR1, LSR3, LSR5, LSR4, LSR6). Chúng ta có thể nhận thấy đường này khác với đường được xác định theo thuật toán SPF có thể là (LSR1, LSR2, LSR4, LSR6). CR-LDP là giao thức mở rộng từ LDP (RFC 3212) nhằm hỗ trợ đặc biệt cho định tuyến ràng buộc, kỹ thuật lưu lượng (TE) và các hoạt động dự trữ tài nguyên. Các khả năng của CR-LDP tuỳ chọn bao gồm thương lượng các tham số lưu lượng như cấp phát băng thông, thiết lập và cầm giữ quyền ưu tiên. Giao thức RSVP-TE RSVP có một số cơ chế cần thiết để thực hiện báo hiệu phân phối nhãn nhằm ràng buộc định tuyến. IETF đã chuẩn hoá phần mở rộng kỹ thuật lưu lượng RSVP-TE, định nghĩa các ứng dụng của RSVP-TE như hỗ trợ phân phối nhãn theo yêu cầu để cấp phát tài nguyên cho các LSP định tuyến tường minh. Tổng kết cách dùng RSVP-TE để hỗ trợ tái định tuyến “Make-before-break”, theo dõi đường thực sự được chọn qua chức năng ghi tuyến cũng như hỗ trợ ưu tiên và lấn chiếm. Nguyên lý chức năng của RSVP là thiết lập các dự trữ cho luồng gói tin đơn hướng. Các bản tin RSVP thường đi theo con đường hop-by-hop của định tuyến IP nếu không hiện diện tuỳ chọn tuyến tường minh. Các router hiểu RSVP dọc theo đường có thể chặn và xử lý bất cứ bản tin nào. RFC 2205 định nghĩa 3 kiểu bản tin RSVP: Thiết lập dự trữ (reservation setup), tear down, và error. RSVP-TE cũng định nghĩa thêm bản tin Hello. Các bản tin thiết lập dự trữ. RSVP sử dụng khái niệm dự trữ ở đầu nhận. Trước tiên đầu gửi phát ra một bản tin PATH nhận diện một luồng và các đặc tính lưu lượng của nó. Bản tin PATH chứa một session-ID, sender-template, label-request, sender-Tspec và tuỳ chọn là đối tượng tuyến tường minh ERO. Session-ID chứa một địa chỉ IP đích đi kèm một nhận dạng hầm 16 bit (tunnel-ID) để nhận diện một đường hầm LSP. Như đã trình bày ở chương trước, chỉ có ingress-LSP mới cần biết về FEC được gán vào một đường hầm LSP. Do đó, không giống như LDP, FEC ánh xạ vào đường hầm LSP không bao gồm trong bất kỳ bản tin RSVP nào. Đối tượng Label Request hỗ trợ chế độ công bố nhãn theo yêu cầu. Sender-Template chứa địa chỉ IP của đầu gửi đi kèm với một LSP ID có hỗ trợ phương thức “Make-before-break” khi thay đổi đường đi của một đường hầm LSP. Đặc tính lưu lượng Tspec sử dụng tốc độ đỉnh (peak rate), thùng token (token bucket) để định nghĩa tốc độ và kích cỡ bùng phát, đơn vị khống chế tối thiểu (minimum policed unit) và kích thước gói tối đa. Khi bản tin PATH đi đến đích, bên nhận đáp ứng bằng một bản tin RESV nếu có đồng ý khởi tạo việc gán kết nhãn được yêu cầu trong bản tin PATH. Bản tin RESV được truyền về theo đường ngược chiều với bản tin PATH. RESV cũng chứa cùng Session-ID như ở bản tin PATH tương ứng, đối tượng ghi tuyến tuỳ chọn và thông tin lệ thuộc kiểu dự trữ. Kiểu FF (Fixed Filter) có một nhãn và Tspec được ấn định cho mỗi cặp sender-receiver. Kiểu SE (Share Explicit) ấn định một nhãn khác nhau cho mỗi sender, nhưng tất cả chúng phải áp dụng cùng một dự trữ luồng rõ ràng. Đối tượng Record-route ghi nhận tuyến đường thực tế được chọn bởi LSR bắt đầu từ Egress dẫn ngược về Ingress. Nó có thể được một Router dùng để ghim một tuyến tường minh thả lỏng bằng cách copy tuyến ghi được trong bản tin RESV sang đối tượng tuyến tường minh ERO trong một bản tin PATH được gửi theo chiều ngược lại. Các bản tin Tear Down, Error và Hello của RSVP-TE RSVP-TE định nghĩa 2 bản tin dành cho việc giải toả LSP là PATH TEAR và RESV TEAR. Hai bản tin này được gửi theo chiều ngược với bản tin PATH và RESV tương ứng. Bản tin TEAR xoá bỏ bất kỳ trạng thái đã cài đặt liên quan đến bản tin PATH hay RESV. Các bản tin TEAR cũng có thể dùng để xoá các trạng thái đáp ứng cho một lỗi ở bước đầu tiên trong hoạt động tái định tuyến. Có các bản tin thông báo lỗi cho bản tin PATH và RESV cũng như bản tin RESV CONFIRMATION tuỳ chọn. Các bản tin lỗi có thể cho biết có sự vi phạm chính sách, mã hoá bản tin hoặc một số sự cố khác. Ví dụ, khi một LSP thấy rằng nó không thể hỗ trợ Tspec đặc tả trong một bản tin RESV, nó sẽ không chuyển tiếp bản tin RESV về cho phía upstream, thay vào đó nó tạo ra một bản tin RESVERR gửi cho phía downstream để xoá bỏ nỗ lực thiết lập LSP. Tuyến tường minh và các tuỳ chọn Record-route của RSVP-TE có một số các mã lỗi để phục vụ cho việc Debug. RFC 3209 định nghĩa bản tin Hello tuỳ chọn cho RSVP-TE, nó cho phép một LSR phát hiện một neighbours bị lỗi nhanh hơn khi so với RSVP làm tươi tình trạng hoặc phát hiện lỗi đường truyền bằng một giao thức định tuyến IP. Điều này khá hữu ích trong việc tái định tuyến nhanh. Thiết lập tuyến tường minh điều khiển tuần tự theo yêu cầu. Trên hình vẽ ví dụ việc trao đổi bản tin RSVP-TE sử dụng đối tương tuyến tường minh ERO để cài đặt một LSP đi qua một con đường không phải là đường ngắn nhất. Router R1 xác định rằng nó sẽ ấn định FEC “a.b/16” cho đường hầm LSP, và nó tính ra một tuyến tường minh R4-R5-R3 để đi đến hop kế tiếp trong FEC đó. R1 khởi tạo việc thiết lập LSP này bằng cách phát ra một bản tin PATH đến R4 với một ERO, Tspec, sender template (có chứa địa chỉ của sender) và một đối tượng label request. Mỗi bản tin RESV liên quan đến đường hầm LSP này đều mang Session-ID và Filter-spec nguyên thuỷ của sender R1 để giữ mối tương quan với nhau. Tiếp theo, R4 tiếp nhận yêu cầu này và gửi bản tin PATH đến router kế tiếp ghi trong ERO là R5. Đến lượt mình, R5 gửi bản tin này đến Egress-router R3. Tại đích đến của bản tin PATH, R3 xác định rằng liên kết chặng R3-R5 có thể hỗ trợ cho yêu cầu và đó là hop cuối cùng trên đường dẫn cho FEC “a.b/16”. R3 đáp ứng RESV có chứa ERO, Tspec của dung lượng dự trữ. một Filter Spec thoả mãn bên gửi, và gán một nhãn Null ngầm (implicit null) cho chặng liên kết này. Theo RFC 3031, nhãn Null là một quy ước được dùng trong phân phối nhãn cho phép egress-router (ở đây là R3) báo hiệu cho đối tác upstream của nó biết rằng đây là hop áp cuối (penultimate hop) của LSP, do vậy cần gỡ nhãn đỉnh của stack (xem LFIB của LSR R5). Tiếp theo R5 thu nạp bản tin RESV yêu cầu cho chặng R5-R4, ấn định nhãn B và gửi bản tin RESV đến Router kề trước trong ERO là R4.Cuối cùng, R4 chấp nhận yêu cầu, ấn định nhãn A và gửi bản tin RESV ngược về R1. Đến lúc này đường LSP được thiết lập xong và các gói tin có nhãn cho FEC “a.b/16” được chuyển tiếp qua đường hầm. Hình 2-12: Thiết lập LSP với RSVP-TE Khác với giao thức LDP, các bản tin RSVP không mang FEC, vì chỉ duy nhất có R1 cần biết về ánh xạ giữa FEC và đường hầm LSP. Giảm lượng Overhead làm tươi RSVP RSVP là giao thức trạng thái mềm, tiến trình phát một bản tin PATH và bản tin RESV hồi đáp tương ứng phải được đình kỳ làm tươi, thường khoảng 30s một lần. Phương pháp làm tươi này đề phòng các bản tin bị mất trong trường hợp định tuyến từng chặng sẽ tự động chuyển dự trữ tài nguyên sang đường mới khi có bất kỳ thay đổi định tuyến IP. Tất nhiên việc xử lý dành cho khởi tạo các bản tin PATH và RESV lớn hơn nhiều so với việc làm tươi trạng thái một bản tin đã nhận trước đó, tuy nhiên với một số lượng lớn các LSP thì việc xử lý làm tươi có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu năng. Một cách giải quyết là tăng chu kỳ làm tươi, nhưng cũng sẽ làm tăng độ trễ bảo hiệu khi mất bản tin. RFC 2961 đặc tả một giải pháp cho hạn mức xử lý và vấn đề trễ báo hiệu. Cơ chế này bao gồm việc bó gọn bản tin để giảm tải xử lý, cũng như các cách để router dễ dàng nhận dạng một bản tin không thay đổi hơn. Việc hồi báo bản tin cũng được bổ sung để chuyển tải tin cậy bản tin RSVP và xử lý trường hợp mất các bản tin PATH TEAR và RESV TEAR vì hai bản tin này không được làm tươi trong hoạt động SRVP. Cuối cùng, giải pháp này định nghĩa một bản tin tổng kết. Các cải tiến này nhằm giảm lượng Overhead làm tươi của RSVP trong mạng MPLS. Giao thức cổng biên BGP BGPv4 và mở rộng cho MPLS BGPv4 (Border Gateway Protocol) là một giao thức định tuyến để gắn kết tập hợp các mạng cung cấp dịch vụ trên Internet. Vì nó chỉ là giao thức sử dụng giữa các nhà cung cấp, RFC 2107 đã mở rộng BGP hỗ trợ phân phối nhãn MPLS để có thể thiết lập các LSP liên mạng. BBP có một tập thuật ngữ riêng. Một khái niệm quan trọng là số AS duy nhất, được định nghĩa là một tập hợp router thực hiện một chính sách định tuyến ngoại thống nhất có thể nhận thấy đối với router của các AS khác. BGP không truyền các thông tin topology nội giữa các AS, nó chỉ cung cấp các thông tin về các tiền tố địa chỉ mà có thể tìm đến hoặc đi quá giang qua đó. Sử dụng BGP giữa các router biên nội trong một AS được gọi là BGP nội (iBGP), còn sử dụng BGP giữa các router trong các AS khác nhau được gọi là BGP ngoại (eBGP). BGP chạy trên một phiên TCP vì nó cần độ tin cậy, phân phát đúng thứ tự. Nó hoạt động theo 3 bước: Thiết lập phiên, trao đổi bản tin cập nhật, và chấm dứt phiên. Trong thiết lập phiên, các đối tác BGP ngang cấp trong các AS lân cận trao đổi các bản tin OPEN có chứa AS number, một giá trị keep-alive timeout, và các tham số tuỳ chọn như nhận thực. Các BGP ngang cấp định kỳ trao đổi bản tin keep-alive, nếu phát hiện timeout sẽ chấm dứt phiên. Sau khi thiết lập phiên, các BGP ngang cấp trao đổi các bản tin UPDATE có chứa các tiền tố địa chỉ có thể đến được hiện hành, được gọi là NLRI (Network Layer Reachability Information). Sau khi trao đổi đồng bộ khởi tạo, các thay đổi định tuyến gia tăng được liên lạc bằng bản tin UPDATE. Nội dung bản tin BGP UPDATE gồm 3 phần: các tuyến thu hồi (withdrawn route), một danh sách các tiền tố địa chỉ NLRI, và một danh sách tuỳ chọn các thuộc tính liên quan. Các BGP ngang cấp tạo quyết định chính sách cục bộ khi xem xét công bố một NLRI với các thuộc tính đường được chọn hay thu hồi các thông báo trước đó. Chính sách thường dùng là chọn NLRI có tiền tố địa chỉ đặc tả so trùng nhất, chọn đường có số hop AS ít nhất. Hình 2-13: Nội dung bản tin BGP Update Khi bản tin UPDATE chứa thông tin NLRI, một số thuộc tính đường là bắt buộc trong khi một sộ khác là tuỳ chọn. Các thuộc tính đường bắt buộc là: ORIGIN, ASPATH, và NEXTHOP. ORGIN nhận diện nguồn gốc của NLRI, thí dụ nó được học qua giao thức định tuyến nội hay ngoại. AS-PATH liệt kê một path-vector gồm một tập AS đã đi qua đến thời điểm hiện tại (một chuỗi thứ tự các AS). Vì chiều dài của AS-PATH thường là yếu tố quyết định chọn một tuyến, nên BGP được gọi là giao thức định tuyến path-vetor. Các router sử dụng AS-PATH để tránh loop bằng cách không chuyển tiếp các thông cáo tuyến có chứa số AS của chúng. NEXT-HOP nhận diện địa chỉ IP của router biên cần dùng đển tìm đến NLRI. BGP có một số tham số tuỳ chọn có thể thực hiện một dạng cân bằng tải: LOCALPREF và MED. LOCALPREF cho phép AS đầu gửi chỉ định một sự ưu tiên định tuyến lưu lượng đi ra trên nhiều liên kết đến AS khác; trong khi MED (Multi Exit Discriminator) cho phép một AS phía nhận chỉ định một ưu tiên cho một lưu lượng đến từ một AS khác. RFC 2283 định nghĩa các mở rộng đa giao thức cho BGP để phân phối nhãn MPLS nằm trong một phần của NLRI. Các BGP peer thương lượng hỗ trợ cho khả năng tuỳ chọn này vào lúc thiết lập phiên. Thủ tục cơ bản là “ký sinh” việc phân phối nhãn theo kiểu không cần yêu cầu song song khi thực hiện phân phối tuyến BGP. Kết nối MPLS qua nhiều nhà cung cấp dịch vụ. Hình 2-14: BGP phân phối nhãn qua nhiều hệ tự trị 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 trên gồm 3 hệ tự trị là A, B và 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 gửi bởi C3 đến A3 còn mang một ánh xạ từ FEC “a.b/16” sang nhãn L. Router A3 trong AS A thu thập tất cả các thông cáo này vào trong bảng RIB của nó, thí dụ thông qua một lưới các phiên iBGP hoặc một  “router reflector”. Nhằm tìm cách tốt nhất để chuyển 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 tin 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 kéo dài từ A1 đến A3. Trong khi đó, LSP2 kéo dài từ AS-A đến AS-C và có một đoạn chui bên trong LSP1. Kết luận chương Chương 2 đã trình bày những vấn đề chính của công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS. MPLS được rất nhiều nhà cung cấp và khai thác thiết bị triển khai trên mạng lõi. MPLS đảm bảo một số yếu tố quan trọng về băng thông, độ tin cậy và cơ chế truyền tải hiệu quả là điều kiện cần thiết nhất cho các mạng lõi. Các chức năng định tuyến và báo hiệu cơ bản trong mặt phẳng điều khiển MPLS để hỗ trợ tự động hoá việc cấu hình của mặt phẳng chuyển tiếp. Kiến trúc định tuyến IP được bổ sung chức năng báo hiệu để thực hiện định tuyến ràng buộc. Chương này đã giới thiệu một số giao thức báo hiệu MPLS thực hiện phân phối nhãn theo các đặc tính chung như tuyến tường minh hay tuyến từng chặng, phân phối nhãn theo yêu cầu hay không cần yêu cầu, điều khiển phân phối nhãn độc lập hay theo trình tự. Một số ví dụ trực quan minh hoạ hoạt động định tuyến mạng qua nhiều nhà cung cấp dịch vụ khác nhau. CHƯƠNG 3 KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG VỚI MPLS Kỹ thuật lưu lượng Khái niệm kỹ thuật lưu lượng Chất lượng dịch vụ QoS là một vấn đề lớn đặt ra cho các kỹ thuật định tuyến. Những kỹ thuật định tuyến IP truyền thống không đủ đáp ứng cho các dịch vụ đòi hỏi QoS cao hơn như các ứng dụng đa phương tiện hiện nay (VoIP, IPTV,…). Về cơ bản có thể nhận thấy bất cứ kỹ thuật lưu lượng nào cũng nhằm giải quyết hai vấn đề cơ bản sau đây: Thiết lập tuyến tối ưu trên cơ sở một số chuẩn mực nhất định. Xem xét băng tần khả dụng trên từng kênh riêng. Tắc nghẽn mạng có thể xảy ra ở một số trường hợp sau: Khi tài nguyên mạng không đủ hoặc không tương xứng để phục vụ tải theo yêu cầu. Khi luồng lưu lượng được chuyển một cách không hiệu qủa trên các tài nguyên khả dụng (băng thông) gây ra một phần tài nguyên mạng bị quá tải trong khi các phần khác vẫn còn dư thừa. Kỹ thuật lưu lượng (TE) là quá trình điều khiển cách thức các luồng lưu lượng đi qua mạng sao cho t