Đề tài Kỹ thuật lưu lượng trong MPLS

FEC đó từ router hướng downstresam của nó. Các LSP định tuyến tường minh bắt buộc phải sử dụng kiểu điều khiển tuần tự và quá trình phân phối nhãn theo chuỗi có thứ tự sẽ tạo ra thời gian trễ trước khi dòng lưu lượng đi trên LSP có thể bắt đầu. Tuy nhiên điều khiển tuần tự cung cấp phương tiện tránh loop và đặt được mức độ thu gom chắc chắn hơn. Hình 2.6: Điều khiển tuần tự. • Các giao thức phân phối nhãn trong MPLS. Giao thức phân phối nhãn là một tập các thủ tục mà nhờ nó một LSR có thể thông báo cho các LSR khác biết về các mối gán kết nhãn với FEC mà nó đã thực hiện. Trong MPLS không chỉ định một giao thức phân phối nhãn duy nhất nào, do đó có thể có nhiều lựa chọn, mỗi giao thức có ưu nhược điểm riêng. Sau đây là một số giao thức phân phối nhãn được sử dụng phổ biến. 2.3 GIAO THỨC LDP (Label Distribution Protocol). LDP được chuẩn hóa trong RFC 3036, nó được thiết kế để thiết lập và duy trì các LSP định tuyến không ràng buộc. Vùng hoạt động của LDP có thể là giữa các LSR lân cận (LSR-neighbor) trực tiếp hay gián tiếp. Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong MPLS. ChươngII: Định tuyến và báo hiệu MPLS. GVHD: Ths.Hoàng Trọng Minh. - 22 - Phạm Đức Hòa - A10121 2.3.1 Hoạt động của LDP. LDP có 4 chức năng chính là phát hiện LSR lân cận (discovery), thiết lập và duy trì phiên (session), quảng bá nhãn (advertisment) và thông báo (notification). Tương ứng với 4 chức năng trên LDP có 4 lớp thông điệp sau: • Discovery: Để trao đổi định kỳ bản tin Hello nhằm loan báo và thăm dò một LSR kết nối gián tiếp và trực tiếp. • Session: Để thiết lập, thương lượng các thông số cho việc khởi tạo, duy trì và chấm dứt các phiên ngang hàng LDP. Nhóm này bao gồm bản tin Initialization và KeepAlive. • Advertisment: Để tạo ra, thay đổi hay xóa các ánh xạ FEC tới nhãn. Nhóm này bao gồm bản tin Label Mapping, Label Withdrawal, Label Release, Label Request, Label Request Abort. • Notification: Để truyền đạt các thông tin trạng thái, lỗi, cảnh báo. Các thông điệp Discovery được trao đổi trên UDP. Các kiểu thông điệp còn lại đòi hỏi phân phát tin cậy nên dùng TCP. Trường hợp 2 LSR có kết nối lớp hai trực tiếp thì thủ tục phát hiện “lân cận trực tiếp” như sau: - Một LSR định kỳ gửi đi bản tin Hello tới các cổng UDP với địa chỉ multicast (tất cả các router trong subnet). - Tất cả các LSR tiếp nhận bản tin Hello này trên cổng UDP. Tại một thời điểm nào đó LSR sẽ biết được tất cả các LSR khác mà nó có thể kết nối trực tiếp. - Khi LSR nhận biết được địa chỉ của LSR khác bằng cơ chế này thì nó sẽ thiết lập kết nối TCP đến LSR đó. Khi đó phiên LDP được thiết lập giữa hai LSR. Phiên LDP là phiên song hướng nên mỗi LSR ở hai đầu kết nối đều có thể gửi yêu cầu và gửi liên kết nhãn. Hình 2.7: Trao đổi thông điệp UDP. Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong MPLS. ChươngII: Định tuyến và báo hiệu MPLS. GVHD: Ths.Hoàng Trọng Minh. - 23 - Phạm Đức Hòa - A10121 Trong trường hợp hai LSR không có liên kết trực tiếp (lân cận gián tiếp) thì LSR định kỳ gửi bản tin Hello đến cổng UDP đến địa chỉ IP xác định đã được khai báo khi thành lập cầu hình. Phía nhận bản tin này có thể trả lời lại bằng bản tin Hello khác truyền ngược lại đến LSR gửi và thiết lập các phiên LDP thực hiện như trên. 2.3.2 Cấu trúc bản tin LDP. Trao đổi bản tin LDP thực hiện bằng cách gửi các LDP-PDU (LDP- Protocol Data Unit – Đơn vị dữ liệu giao thức) thông qua các phiên LDP trên kết nối TCP. Mỗi LDP-PDU có thể mang một hay nhiều bản tin và các bản tin này không nhất thiết phải liên quan đến nhau. 2.3.2.a LDP-PDU. Mỗi PDU của LDP bao gồm một header LDP và theo là một hay nhiều bản tin LDP. Phần header LDP có dạng như sau: Hình 2.8: LDP header. - Độ dài PDU (2 octet): Tổng độ dài PDU tính theo octet, không tính trường Version và trường độ dài PDU. - Nhân dạng PDU (PDU Identifier) : Nhận dạng không gian nhãn của LSR gửi bản tin này. 4 octet đầu tiên là giá trị duy nhất toàn cục nhận dạng LSR, như địa chỉ IP được gán cho LSR. 2 octet cuối nhận dạng không gian nhãn bên trong LSR. Với LSR có không gian nhãn lớn, trường này có giá trị bằng 0. 2.3.2.b Định dạng bản tin LDP. Tất cả các bản tin LDP đều có khuôn dạng như sau: Hình 2.9:Khuôn dạng bản tin LDP. Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong MPLS. ChươngII: Định tuyến và báo hiệu MPLS. GVHD: Ths.Hoàng Trọng Minh. - 24 - Phạm Đức Hòa - A10121 - Bit U (Unknown): Bit bản tin chưa biết. Luôn là 0 vì đặc tả LDP không có kiểu bản tin Unknown. (Nếu bit này bằng 1 thì bản tin không thể được thông dịch phía nhận, lúc đó bản tin bị bỏ qua mà không có phản hồi.) - Kiểu bản tin: chỉ ra kiểu bản tin là gì. Các loại bản tin LDP có trong bảng: Bảng 2.1: Các loại bản tin LDP. Tên bản tin Giá trị Thông báo 0x0001 Hello 0x0100 Khởi tạo 0x0200 Duy trì 0x0201 Địa chỉ 0x0300 Thu hồi địa chỉ 0x0301 Hoán đổi nhãn 0x0400 Yêu cầu nhãn 0x0401 Giải phóng nhãn 0x0403 Thu hồi nhãn 0x0402 Hủy bỏ yêu cầu nhãn 0x0404 - Độ dài bản tin: Độ dài của bản tin tính theo octet, bao gồm phần nhận dạng bản tin và các thông số. - ID bản tin: Là nhận dạng duy nhất của bản tin, giúp kết hợp các bản tin, thông báo với các bản tin khác. 2.3.3 Các bản tin LDP. • Hello : Được trao đổi trong suốt quá trình hoạt động của LDP. • Khởi tạo: Được gửi đi khi bắt đầu một phiên LDP giữa hai LSR để trao đổi các tham số, các tùy chọn phiên. Các tham số này gồm: o Chế độ phân bổ nhãn. o Các giá trị bộ định thời. o Phạm vi các nhãn sử dụng trong kênh giữa 2 LSR đó. Cả 2 LSR đều có thể gửi các bản tin “Khởi tạo” và LSR sẽ trả lời bằng bản tin “Duy trì” nếu các tham số được chấp nhận. Nếu có một tham số nào không được chấp nhận thì LSR trả lời thông báo có lỗi và phiên kết thúc. • Duy trì: Được gửi định kỳ khi không còn bản tin nào cần gửi để đảm bảo cho mỗi thành phần LDP biết rằng LDP khác đang hoạt động tốt. Trường hợp không xuất hiện bản tin “Duy trì” hay một số bản tin LDP khác trong Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong MPLS. ChươngII: Định tuyến và báo hiệu MPLS. GVHD: Ths.Hoàng Trọng Minh. - 25 - Phạm Đức Hòa - A10121 một khoảng thời gian nhất định thì LSR sẽ xác định đối tác LDP có sự cố và phiên chấm dứt. • Hoán đổi nhãn: Được sử dụng để quảng bá gán kết nhãn giữa FEC và nhãn • Thu hồi nhãn: Thực hiện quá trình ngược lại với bản tin “Hoán đổi nhãn”. Bản tin này sử dụng trong trường hợp: o Khi có sự thay đổi trong bảng định tuyến, lúc đó LSR không còn nhận ra FEC nữa. o Thay đổi cấu hình LSR làm tạm dừng việc chuyển nhãn các gói trong FEC đó. • Giải phóng nhãn: 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 không phải là LSR quảng bá liên kết nhãn trên FEC đó. • Yêu cầu nhãn: bản tin này sử dụng trong chế độ hoạt động gán nhãn theo yêu cầu, LSR sẽ yêu cầu gán nhãn từ phía LSR kế cận phía downstream bằng bản tin này. • Hủy bỏ yêu cầu nhãn: Nếu bản tin “Yêu cầu nhãn” cần phải hủy bỏ trước khi được chấp nhận (do nút kế tiếp trong LSP yêu cầu đã thay đổi), thì LSR yêu cầu sẽ loại bỏ yêu cầu trước đó bằng bản tin này. 2.3.4 LDP điều khiển độc lập và phân phối theo yêu cầu. Ví dụ dưới đây minh họa việc sử dụng bản tin “Yêu cầu nhãn” và bản tin “Hoán đổi nhãn” trong chế độ công bố nhãn theo yêu cầu và điều khiển LSP độc lập. Trình tự thời gian trao đổi các bản tin LDP giữa các đối tác thiết lập một LSP từ router lối vào R1 qua R2 rồi đến router lối ra R3 cho một FEC có prefix là “a.b/16”. R1 khởi tạo tiến trình bằng cách yêu cầu một nhãn cho FEC “a.b/16” từ hop kế của nó là R2. Vì sử dụng điều khiển độc lập nên R2 trả một nhãn về cho R1 trước khi R2 nhận được ánh xạ nhãn từ phía downstream là R3. Cả R2 và R3 đáp ứng bằng bản tin “Hoán đổi nhãn”, kết quả là trong FIB của R1 và LFIB của R2, R3 có các entry gán kết nhãn hình thành nên đường chuyển mạch nhãn LSP. Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong MPLS. ChươngII: Định tuyến và báo hiệu MPLS. GVHD: Ths.Hoàng Trọng Minh. - 26 - Phạm Đức Hòa - A10121 Hình 2.10: LDP điều khiển độc lập và phân phối theo yêu cầu. LDP còn hỗ trợ các chế độ phân phối nhãn khác. Khi cấu hình ở chế độ công bố không cần yêu cầu, các router không dùng bản tin “Yêu cầu nhãn”. Nếu điều khiển tuần tự được cấu hình trên mỗi giao diện, các yêu cầu nhãn sẽ làm cho các bản tin “Hoán đổi nhãn” được trả về theo thứ tự từ R3 đến R2 rồi về R1. Điều này có nghĩa là ánh xạ nhãn diễn ra đầu tiên ở router lối ra, sau đó lần lượt ngược về đến router lối vào. 2.4 GIAO THỨC CR-LDP (Contrain-based Routing LDP). 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 và các hoạt động dự trữ tài nguyên. Các khả năng của CR-LDP tùy chọn bao gồm thượng lượng các tham số lưu lượng như cấp phát băng thông, thiết lập và cầm giữ quyền ưu tiên. 2.4.1 Mở rộng cho định tuyến ràng buộc. CR-LDP bổ sung thêm các đối tượng Type-Length-Value mới sau đây (RFC 3212): • Tuyến tường minh ER (Explicit Route). • Chặng tường mình ER-Hop (Explicit Route Hop). • Các tham số lưu lượng. Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong MPLS. ChươngII: Định tuyến và báo hiệu MPLS. GVHD: Ths.Hoàng Trọng Minh. - 27 - Phạm Đức Hòa - A10121 • Sự lấn chiếm (Preemptions). • Nhận diện LSP (LSPID). • Ghim tuyến (Route Pinning). • Lớp tài nguyên (Resource Class). • CR-LSP FEC. Một số thủ tục mới cũng được bổ sung để hỗ trợ các chức năng cần thiết : • Báo hiệu đường (Path Signalling). • Định nghĩa các tham số lưu lượng. • Quản lý LSP (quyền ưu tiên, cam kết quản trị...). CR-LDP sử dụng cơ chế gán nhãn theo yêu cầu và điều khiển tuần tự. Một LSP được thiết lập khi một chuỗi các bản tin “Yêu cầu nhãn” lan truyền từ LSR lối vào đến LSR lối ra, và nếu đường được yêu cầu thỏa mãn các ràng buộc (ví dụ như đủ băng thông khả dụng), thì các nhãn mới được cấp phát và phân phối bởi một chuỗi các bản tin “Hoán đổi nhãn” lan truyền ngược về LSR lối vào. Việc thiết lập một CR-LSP có thể thất bại vì nhiều lý do khác nhau và các lỗi sẽ được báo hiệu bằng bản tin “Thông báo”. 2.4.2 Thiết lập một CR-LSP (Constrain-based Routing LSP). Để thiết lập một LSP theo một con đường định trước, CR-LDP sử dụng đối tượng tuyến tường minh ER. ER được chứa trong các bản tin về nhãn. Hình 2.11: Thiết lập LSP với CR-LDP. Giả sử LSR A muốn thiết lập một con đường tường minh là B-C-D. Để thực hiện việc này, LSR A xây dựng đối tượng ER chứa tuần tự 3 nút trừu tượng là LSR B, LSR C, LSR D. Mỗi nút được đại diện bằng một địa chỉ IP prefix. LSR A sau đó xây dựng một bản tin “Yêu cầu nhãn” có chứa đối tượng ER mới tạo. Khi bản tin được tạo xong, LSR A sẽ xem xét nút trừu tượng đầu tiên trong đối tượng ER là LSR B, tìm kết nối đến LSR B và gửi bản tin “Yêu cầu nhãn” trên kết nối đó. Khi LSR B nhận bản tin “Yêu cầu nhãn”, LSR B nhận thấy nó là nút trừu Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong MPLS. ChươngII: Định tuyến và báo hiệu MPLS. GVHD: Ths.Hoàng Trọng Minh. - 28 - Phạm Đức Hòa - A10121 tượng đầu tiên trong đối tượng ER. LSR B sau đó tìm kiếm nút trừu tượng tiếp theo là LSR C và tìm kết nối đến LSR C. Sau đó LSR B thay đổi đối tượng ER và gửi bản tin “Yêu cầu nhãn” đến LSR C, lúc này đối tượng ER chỉ gồm LSR C và LSR D. Việc điều khiển bản tin này tại LSR C tương tự như LSR B. Khi bản tin đến LSR D, LSR D nhận thấy nó là nút cuối cùng trong đối tượng ER. Vì vậy, LSR tạo một bản tin “Hoán đổi nhãn” và gửi nó đến LSR C. Bản tin này gồm đối tượng nhãn. Khi nhận bản tin này, LSR C dùng nhãn chứa trong bản tin để cập nhật LFIB. Sau đó, LSR C gửi bản tin “Hoán đổi nhãn” đến LSR B. Bản tin này cũng chứa nhãn mà LSR C đã quảng bá. Việc điều khiển bản tin “Hoán đổi nhãn” ở LSR B tương tự LSR C. Cuối cùng LSR A nhận được bản tin và LSP được thiết lập theo con đường định tuyến tường minh cho trước để mang thông tin về tài nguyên cần phải dự trữ. 2.4.3 Tiến trình dự trữ tài nguyên. Hình 2.12 thể hiện tiến trình dự trữ tài nguyên. Khi một nút CD-LDP nhận được một bản tin “Yêu cầu nhãn”, nó gọi điều khiển tiếp nhận - AC (Admission Control) để kiểm tra xem nút này có các tài nguyên được yêu cầu không. Nếu có đủ tài nguyên khả dụng, điều khiển tiếp nhận AC dự trữ nó bằng cách cập nhật bảng tài nguyên (Resource table). Sau đó bản tin “Yêu cầu nhãn” được chuyển tiếp đến nút MPLS kề sau. Khi nút CD-LDP nhận bản tin “Hoán đổi nhãn”, nó lưu thông tin nhãn và giao diện vào bảng LIB, lưu thông tin CR-LSP được yêu cầu vào cơ sở thông tin tuyến tường minh ERB (Explicit Route infomation Base). Rồi nó gọi quản lý tài nguyên- RM (Resource Manager) để tạo một hàng đợi phục vụ cho CR-LSP được yêu cầu, và lưu Service ID của nó vào bảng ERB. Cuối cùng, nó chuyển tiếp bản tin “Hoán đổi nhãn” tới nút MPLS kề trước. Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong MPLS. ChươngII: Định tuyến và báo hiệu MPLS. GVHD: Ths.Hoàng Trọng Minh. - 29 - Phạm Đức Hòa - A10121 Hình 2.12: Tiến trình dự trữ tài nguyên. 2.5 GIAO THỨC DỰ TRỮ TÀI NGUYÊN RSVP-TE. Như tên gọi của nó, giao thức dành trước tài nguyên RSVP (Resource reSerVation Protocol ) dùng để dành trước các tài nguyên cho một phiên làm việc (dòng lưu lượng) trong mạng Internet. Khía cạnh này của Internet là khác so với dự định thiết kế hệ thống nằm bên dưới ban đầu là chỉ dùng để hỗ trợ các dịch vụ nỗ lực tối đa mà không xem xét đến các yêu cầu được xác định trước về chất lượng dịch vụ hay đặc tính lưu lượng của người sử dụng. RSVP được dự tính để đảm bảo hiệu năng bằng việc dành trước các tài nguyên cần thiết tại mỗi nút tham gia trong việc hỗ trợ dòng lưu lượng (chẳng hạn như hội nghị video hay audio). Cần nhớ rằng IP là giao thức không hướng kết nối, nó không thiết lập trước đường đi cho các dòng lưu lượng, trong khi đó RSVP thiết lập trước những đường đi này và đảm bảo cung cấp đủ băng tần cho đường đi đó. RSVP có một số cơ chế cần thiết để thực hiện báo hiệu phân phối nhãn nhằm ràng buộc định tuyến. IETF đã chuẩn hóa 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. 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. Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong MPLS. ChươngII: Định tuyến và báo hiệu MPLS. GVHD: Ths.Hoàng Trọng Minh. - 30 - Phạm Đức Hòa - A10121 Nguyên lý chức năng của RSVP là thiết lập dự trữ cho luồng gói đơn hướng. Các bản tin RSVP thường đi theo con đường hop-by-hop của định tuyến IP nếu không hiện diện tùy chọn tuyến tường minh ER. Các router hiểu RSVP dọc theo đường có thể chặn và xử lý bản tin bất cứ lúc nào. RFC 2205 định nghĩa 3 kiểu bản tin RSVP: thiết lập dự trữ (reservation setup), tear down và error. Ngoài ra RSVP-TE còn định nghĩa thêm bản tin Hello. 2.5.1 Các bản tin thiết lập dự trữ RSVP. RSVP sử dụng khái niệm dự trữ ở đầu nhận. Trước tiên đầu gửi phát đi 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 tùy chọn là đối tượng tường minh ERO (Explicit Router Object). - Session-ID chứa một địa chỉ đích đi kèm một nhận dạng hầm 16 bit (tunnel ID) để nhận diện một đường hầm LSP. Như đã trình bầy ở chương trước, chỉ có LSR lối vào mới cần biết về một FEC được gắn vào một đường hầm LSP. Do đó không giống như LDP, FEC ánh xạ vào đường hầm LSP không bao gồm 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 thước bùng phát, đơn vị khống chế tối thiểu (minimum policed unit) và kích thước gói tối đa. Khi bản tin đi đến đích, bên nhận đáp ứng bằng một bản tin RESV nếu nó đồng ý khởi tạo việc gán kết nhãn được yêu cầu trong bản tin PATH. Bản tin RESV được truyền về theo chiều ngược lại so với bản tin PATH bằng cách dùng thông tin hop kế trước trong bản tin PATH. RESV cũng chứa cùng session-ID như bản tin PATH tương ứng, đối tượng ghi tuyến tùy chọn (route record) và thông tin lệ thuộc kiểu dữ liệu (reservation style). Kiểu FF (Fixed Filter) có một nhãn và Tspec được ấn định cho mỗi cặp gửi-nhận (sender-receiver). Kiểu SE (Share Explicit) ấn định một nhãn khác nhau cho mỗi sender, nhưng chúng cùng phải áp dụng cho một luồng dữ liệu rõ ràng. Đối tượng record-route ghi nhận tuyến đường thực tế được chọn bởi LSP bắt đầu từ lối ra dẫn ngược về lối vào. Nó có thể được một route dùng để ghim một tuyến tường minh thả lỏng bằng cách copy tuyến ghi được trong bản tin RESV sang đối tượng tường minh ERO trong một bản tin khác được gửi theo chiều ngược lại. Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong MPLS. ChươngII: Định tuyến và báo hiệu MPLS. GVHD: Ths.Hoàng Trọng Minh. - 31 - Phạm Đức Hòa - A10121 Hình 2.13: Mô tả luồng của bản tin RSVP trong việc thiết lập 1 LSP. 2.5.2 Các bản tin Tear Down, Error và Hello của RSVP-TE. RSVP-TE định nghĩa hai bản tin dành cho việc giải tỏa 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 xóa bỏ bất kỳ trạng thái đã cài đặt có liên quan đến bản tin PATH hay RESV. Các bản tin TEAR cũng có thể dùng để xóa các trạng thái đáp ứng cho mỗi 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 tùy chọn. Các bản tin lỗi cho biết có vi phạm chính sách, mã hóa bản tin hay một sự cố nào khác. Ví dụ khi một LSP thấy rằng không thể hỗ trợ Tspec đặc tả trong một bản tin RESV, nó sẽ không chuyển tiếp RESV về cho phía upstream, thay vào đó nó sẽ tạo ra một bản tin RESV ERROR gửi cho phía downstream để xóa bỏ nỗ lực thiết lập LSP. Tuyến tường minh và các tùy chọn record-route của RSVP-TE có một số các mã lỗi để phục cho việc debug. Bản tin Hello tùy chọn cho RSVP-TE, nó cho phép một LSP phát hiện ra một neighbor 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. 2.5.3 Thiết lập tuyến tường minh điều khiển tuần tự theo yêu cầu. Sự mở rộng của RSVP dùng để hỗ trợ MPLS trong việc thiết lập các LSP bằng cách sử dụng hay không sử dụng việc đặt trước tài nguyên. Những mở rộng này cũng dùng để tái định tuyến LSP, cân bằng tải, định tuyến cưỡng bức và phát hiện lặp vòng. Những mở rộng này của RSVP phản ánh nhiều hoạt động trong LDP Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong MPLS. ChươngII: Định tuyến và báo hiệu MPLS. GVHD: Ths.Hoàng Trọng Minh. - 32 - Phạm Đức Hòa - A10121 như đã nói ở trên. Các host và các router hỗ trợ cả RSVP và MPLS có thể kết hợp các nhãn và các dòng lưu lượng RSVP. Mỗi lần một LSP được thiết lập, lưu lượng đi qua đường dẫn này được xác định bởi giá trị nhãn đã được gắn vào gói tại lối vào của LSP. Tập các gói được ấn định cùng giá trị nhãn thuộc về cùng một FEC và cũng giống như tập các giá trị nhãn ấn định cho dòng lưu lượng cho RSVP. Khi các nhãn được kết hợp với các dòng lưu lượng, thì router có thể nhận ra các trạng thái dành trước RSVP tương ứng cho mỗi gói, dựa trên giá trị nhãn của gói. Ta xét ví dụ trong hình sau đây về việc trao đổi bản tin RSVP-TE sử dụng đối tượng tường minh ERO để cài đặt một LSP đi qua một con đường không phải là đường ngắn nhất. Router R1 sẽ ấn định FEC “a.b/16” cho một đường hầm LSP và nó tính ra một tuyến tường minh là R4-R5-R3 để đi đến hop kế cho FEC đó. R1 khởi tạo việc thiết lập bằng cách phát ra một bản tin PATH đến R4 với một ERO, Tspec, sender-template (chứa địa chỉ sender) và một đối tượng nhãn yêu cầu label- request. Mỗi bản tin PATH liên quan đến đường hầm này đều mang session-ID và filter-spec nguyên thủy của bên gửi sender R1 để giữ mối tương quan với nhau. Tiếp theo, R4 tiếp nhận yêu cầu 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 ràng liên kết chặng R3-R5 có thể hỗ trợ cho yêu cầu đó và đó là hop cuối cùng trên đường dẫn cho FEC “a.b/16”. R3 đáp ừng bằng bản tin RESV có chứa ERO, Tspec của dung lượng dự trữ, một filter spec thỏa 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-LER báo hiệu cho đối tác upstream biết rằng đây là hop áp cùng của LSP, do vậy cần gỡ nhãn đỉnh của stack. Tiếp theo, R5 thu nạp bản tin RESV yêu cầu cho chặng R5-R4, ấn định nhãn B và gửi bản tin RESV đến hop kề trước trong ERO là R4. Cuối cùng R4 chấp nhận yêu cầu, ấn định nhãn A và gửi RESV về R1. Đến lúc này thì LSP thiết lập xong và các gói có nhãn cho FEC “a.b/16” được chuyển tiếp qua đường hầm. Khác với giao thức LDP, các bản tin RSVP-TE không mang FEC, vì chỉ duy nhất R1 cần biết về ánh xạ giữa các FEC và tuyến đường được định trước . Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong MPLS. ChươngII: Định tuyến và báo hiệu MPLS. GVHD: Ths.Hoàng Trọng Minh. - 33 - Phạm Đức Hòa - A10121 Hình 2.14: Thiết lập LSP với RSVP-TE. 2.5.4 Cơ chế “Make-before-break”. Make-before-break (thiết lập trước khi hủy) là một cơ chế RSVP-TE cho phép thay đổi một số đặc tính của đường hầm (như là băng thông và đường đi) mà không làm mất dữ liệu và không cần đặt trùng lặp băng thông (double-booking bandwidth). Hình 2.15 : Sơ đồ ví dụ cho Make-before-break. Băng thông được chỉ định trước khi bất kỳ băng thông nào được dành riêng từ mạng. Nếu router A truyền tín hiệu yêu cầu 35Mb đến mạng, nó sẽ đi trên đường path là A-B-F. Khi đó băng thông còn lại có sẵn trên router A-B là 10Mb, trên B-F là 65Mb. Điều gì sẽ xảy ra khi router A muốn tăng kích thước băng thông dành Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong MPLS. ChươngII: Định tuyến và báo hiệu MPLS. GVHD: Ths.Hoàng Trọng Minh. - 34 - Phạm Đức Hòa - A10121 riêng của nó lên 80Mb (tăng thêm 45Mb). Lúc này đường đi A-B-F không thể đáp ứng được nữa. Bắt buộc băng thông này phải đi đường dưới qua router C và D, lúc này thì băng thông sẵn có là 100Mb. Trong một khoảng thời gian ngắn, router A dành riêng băng thông qua cả hai đường và vì thế dành riêng tổng cộng là 115Mb (35Mb của tuyến trên và 80Mb của tuyến dưới). Tuy nhiên sự dành riêng 35Mb sớm được giải phóng sau khi dành riêng 80Mb được tạo ra. Nguyên tắc của “make-before-break” là làm cho đường hầm không giải phóng sự dành riêng cũ đến khi có sự dành riêng mới thay thế. Điều này giúp làm giảm tối thiểu việc mất dữ liệu. • Kiểu dành riêng chia sẻ tường minh (Share Explicit Reservation Style). Tương tự như trên, router A cố gắng dành riêng 80Mb qua path A-C-D-B-F nhưng không thể. Vì hiện giờ băng thông sẵn có trên B-F chỉ còn 65Mb. Router A có thể cắt bỏ dành riêng trên đường A-B-F rồi sau đó xây dựng dành riêng trên đường A-C-D-B-F. Nhưng không nên làm như vậy, có cách tốt hơn để khắc phục hiện tượng này. RSVP có một khả năng được gọi là chia sẻ tường minh (SE). SE là một kiểu dành riêng cho phép một LSP đang tồn tại chia sẻ băng thông với chính nó để tránh xảy ra đặt trùng (double booking). Hoạt động SE gồm hai phần: - Yêu cầu kiểu dành riêng SE từ mạng. - Xác định sự dành riêng yêu cầu trùng với sự dành riêng đang tồn tại để chia sẻ băng thông. Đầu đường hầm có yêu cầu dành riêng kiểu SE sử dụng một cờ (flag) trong đối tượng Session-Attribute. Mọi sự dành riêng RSVP được xác định duy nhất bằng một bộ năm (Sender Address, LSP ID, Endpoint Address, Tunnel ID và Extended Tunnel ID). Nếu hai thông điệp Path có chứa 5 yêu cầu này trùng nhau thì chúng quan tâm tới cùng một sự dành riêng. Địa chỉ bên gửi Sender Address là RID (Router ID) của đầu đường hầm. Địa chỉ kết thúc Endpoint Address là RID của cuối đường hầm. Extended Tunnel ID là 0 hoặc địa chỉ IP trên bộ định tuyến, nó được dùng trong vấn đề bảo mật. Tunnel ID là chỉ số giao tiếp đường hầm tại đầu đường hầm. LSP IP như là bộ đếm, mỗi lần đường hầm thay đổi băng thông yêu cầu hay đổi đường đi, LSP IP tăng lên 1. Nguyên tắc dành riêng SE cho MPLS TE là nếu hai sự dành riêng có các phần nằm trong bộ năm kể trên giống nhau, chỉ khác LSP ID (khác LSP) nhưng chúng vẫn được chia sẻ băng thông. Theo cách này thì RESV 1 và RESV 2 được phép cùng tồn tại đến khi RESV 1 bị xóa khỏi mạng. Sau khi RESV 2 được chia sẻ băng thông với RESV 1, thì RESV 1 sẽ không có gắng sử dụng băng thông cùng thời điểm với RESV 2 nữa. Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong MPLS. ChươngII: Định tuyến và báo hiệu MPLS. GVHD: Ths.Hoàng Trọng Minh. - 35 - Phạm Đức Hòa - A101