Luận văn Chuyển mạch MPLS

iền chuyển mạch nhãn. Mỗi LSR chấp nhận một gói đi vào và thay đổi giá trị của nhãn trước khi nó gửi gói tới nút tiếp theo trong tuyến đường định tuyến. Hoạt động này gọi là thay đổi nhãn. User 191.168.1.2 a a b - - d a - - c d - - a c 191.168.1.2=21.a 21.b-30.d 30.a-21.c 21.d-55a 191.168.1.1=55.c Switch A Nhãn 21 Nhãn 30 Switch B Nhãn 21 Switch C Nhãn 55 User 191.168.1.1 Hình 3.8. Trao đổi nhãn Hình vẽ miêu tả đường đi trong bảng chuyển mạch nhãn cho một LSP giữa các người dùng 191.168.1.2 và 191.168.1.1. Trong đó: Nhãn 21 : Định danh LSP giữa người dùng 191.168.1.2 với switch A 21.a : giao diện đầu ra tại 191.168.1.2 21.b : giao diện đầu vào tại switch A Nhãn 30 : Định danh LSP giữa switch A với switch B 30.d : giao diện đầu ra tại switch A 30.a : giao diện đầu vào tại switch B Nhãn 21 : Định danh LSP giữa switch B với switch C 21.c : giao diện đầu ra tại switch B 21.d : giao diện đầu vào tại switch C Nhãn 55 : Định danh LSP giữa switch C với người dùng 191.168.1.1 55.a : giao diện đầu ra tại switch C 55.c : giao diện đầu vào tại 191.168.1.1 Một số chú ý đối với ví dụ trên: - Thứ nhất, việc liên kết các nhãn với FEC phải thực hiện tại mỗi trạm tham gia trong LSP. - Thứ hai, một nhãn được tương đương với giao diện đầu ra bên gửi và giao diện đầu vào bên nhận. Khi các nhãn đã được liên kết, chúng có thể sử dụng lại tại giao diện của các switch hoặc trạm người dùng. Trong một ý nghĩa thì các chỉ số giao diện tại một switch diễn tả các nhãn nội bộ đối với kết nối này. - Thứ ba, sự lựa chọn các nhãn là vấn đề giữa người dùng và switch liền kề nó hoặc giữa các switch liền kề. Do vậy, không có yêu cầu nào đòi giữ các nhãn rõ ràng trong các giao diện và khi đi qua mạng (ví dụ nhãn 21 được dùng hai lần). - Thứ tư, ví dụ chỉ ra việc liên kết nhãn (giữa các nút) là theo một chiều duy nhất. Khi có sự liên kết theo hai hướng thì phải dùng bảng chuyển mạch nhãn. Ví dụ, khi lưu lượng được truyền từ switch C sang switch B thì bảng chuyển mạch nhãn sẽ hiện ra như sau: Nhãn 21 : Định danh LSP giữa switch C với switch B 21.d : giao diện đầu ra tại switch C 21.c : giao diện đầu vào tại switch B Tuy nhiên, một vài hoạt động chuyển mạch nhãn không cho phép hoạt động nhãn theo hai hướng. Điều này nghĩa là một kết nối hai hướng phải có các liên kết cho mỗi hướng của kết nối. CHƯƠNG 4. CHUYỂN MẠCH VÀ CHUYỂN TIẾP NHÃN Một trong những điều khó hiểu nhất của các kỹ thuật chuyển mạch, định tuyến và chuyển tiếp đang được tìm hiểu đó là ý nghĩa của các thuật ngữ này. Các nhà kinh doanh, các nhóm tiêu chuẩn và các nhà cung cấp dịch vụ thường gắn các ý nghĩa khác nhau cho các thuật ngữ này. Ta cũng phải giải quyết sự khác nhau giữa định tuyến và chuyển tiếp. Trong chương này ta phải làm sang tỏ khái niệm chuyển mạch và chuyển tiếp bằng cách đưa ra phân loại vấn đề này. Chương này cung cấp các tài liệu về giao thức chuyển mạch thẻ của Cisco bởi hai lý do. Thứ nhất, nó cung cấp một ví dụ tốt cho hoạt động chuyển mạch nhãn thực tế và thứ hai nó thiết lập nền tảng cho các nguyên lý hoạt động của MPLS. 4.1. Sự phân chia mạng chuyển mạch và chuyển tiếp Đầu tiên, thuật ngữ định tuyến ám chỉ việc tạo ra các quyết định chuyển mạch mà được thực hiện tại trạm dựa trên các chương trình phần mềm và các bảng định tuyến được lưu trữ trong RAM. Ngược lại, thuật ngữ chuyển mạch nói đến các quyết định chuyển mạch với các chức năng hỗ trợ chủ yếu trong phần cứng. Hơn nữa, định tuyến truyền thống dùng địa chỉ lớp đích 3 (ví dụ địa chỉ IP) để đưa ra quyết định chuyển mạch, trong khi chuyển mạch dùng địa chỉ lớp 2 để thực hiện hoạt động chuyển mạch. Trong nhiều trường hợp, địa chỉ lớp 2 là địa chỉ MAC dùng trong các mạng LAN. Với hoạt động ở lớp 3, địa chỉ sử dụng địa chỉ IP. Tuy nhiên, cách đây vài năm một số công nghệ xuất hiện đã sử dụng các kỹ thuật này hoặc kết hợp các kỹ thuật này và đặt cho chúng những tên khác nhau. Các tên phổ biến nhất trong công nghiệp hiện nay được mô tả trong chương này. Những kỹ thuật này là tương đối giống nhau, một số các kỹ thuật này chồng chéo về mặt chức năng. Như chúng ta đã nói, những sự chồng chéo này gây cho chúng ta nhầm lẫn giữa các kỹ thuật. Hình 4.1 giúp chúng ta trong quá trình nói về các kỹ thuật này. Chúng ta sẽ lần lượt xem xét từng kỹ thuật, bắt đầu từ góc bên trái và từ trên xuống dưới. Major Schemes Layer 3 Routing Layer 2 Switch Layer 4 Switching Layer 3 Switchingg Label Switching Mapping/Swapping Layer 3 to Layer 2 Mapping IP Switch ing Router Server -based Relaying MPOA & NHRP Tag Switching Flow Clasification MPLS & LDP IPv6 Flow MPOA IPv6 Label IPv4 Codepoint Hình 4.1. Sự phân chia các giao thức chuyển mạch và chuyển tiếp. Tuy nhiên, trong phạm vi đồ án tôi chỉ trình bày những điều được cho là thiết yếu nhất đối với MPLS. Thông tin được sử dụng trong quyết định chuyển tiếp Cần nhớ rằng bất cứ thuật ngữ nào được sử dụng thì công việc chính của nó là phải gửi một gói tới đích cuối cùng. Ngoài ra các hoạt động được mô tả trong chương này làm cơ sở cho quyết định chuyển tiếp dựa trên một hoặc một số trường trong gói tin tới. Những trường này được mô tả trong chương 3 (hình 3.1). 4.1.1. Chuyển mạch lớp 2 Hình 4.2 sẽ được nghiên cứu trong suốt quá trình thảo luận về chuyển mạch lớp 2 và định tuyến lớp 3, đó là các chủ đề của 2 phần tiếp theo trong chương này. Một bridge LAN hoạt động tại lớp 2, lớp liên kết dữ liệu (gồm 2 phân lớp MAC và LLC). Thông thường nó sử dụng 48 bít địa chỉ MAC để thực hiện chức năng chuyển tiếp của nó. Thuật ngữ chuyển mạch lớp 2 thường được dùng để mô tả bridge LAN. Convergence Functon / Protocol Conversion Network Data Link Physical Gateways Routers Bridges, ATM/FR a. Lớp giao thức L_3 Routing L_2 Switching b. Định tuyến và chuyển mạch truyền thống Hình 4.2. Các Bridge, router, gateway Tuy nhiên thuật ngữ này cũng được dùng để mô tả một chuyển mạch ATM hoặc FR . Vì ATM và FR hoạt động tại lớp 2, do đó chúng cũng được liệt vào các giao thức chuyển mạch lớp 2. Nói một cách chặt chẽ ATM và FR nên được xem xét như tổ hợp của các công nghệ chuyển mạch lớp 2 và 3 bởi vì cả 2 đều bắt nguồn từ X.25 nơi sử dụng tiêu đề lớp 3 cho các hoạt động chính của nó. Nhưng đa số mọi người trong công nghiệp viễn thông sử dụng thuật ngữ chuyển mạch lớp 2 cho ATM và FR, vì vậy tôi cũng theo thực tế này. Nếu ATM hay FR được sử dụng, các nhận dạng kênh ảo (VCID) của chúng được sử dụng để thực hiện quyết định chuyển tiếp. Các VCID là các nhãn thực sự, mặc dù chúng được quản lý theo cách khác so với các nhãn MPLS, một chủ đề được thảo luận trong phần sau đồ án. 4.1.2. Định tuyến lớp 3 Hoạt động này dùng một router quy ước và chuyển tiếp lưu lượng dựa trên 32 bit địa chỉ IP đích nằm trong mào đầu IP. IP được phân loại như một giao thức lớp 3. Tuy nhiên, rất là quan trọng để làm sáng tỏ lại thuật ngữ định tuyến. Trong chương 2, ta đã nhấn mạnh định tuyến là kết hợp của quảng báo tuyến và khám phá tuyến. Do đó, khi nghiên cứu các RFC gần đây thì các giao thức định tuyến được tham luận là OSPF và BGP chứ không phải IP. Vấn đề của hoạt động chuyển tiếp IP Hoạt động chuyển tiếp IP truyền thống tốn chi phí. Khi địa chỉ đích trong mào đầu dữ liệu đồ IP được kiểm tra bởi một router, nó phải đối chọi với bảng định tuyến để nút tiếp theo trên đường tới đích. Hoạt động này yêu cầu việc tìm trong bảng định tuyến rất lớn một lượng lớn các nút ngang cấp trong mạng Internet, một bảng định tuyến có khoảng 50000 lối vào. Mỗi gói vào phải được xử lý ngược lại bảng này. Thêm vào đó việc dùng các mặt nạ mạng con yêu cầu địa chỉ IP đích trong gói lối vào để chống lại mặt nạ trong bảng định tuyến. Nguyên tắc chống lại dài nhất yêu cầu chọn ra router dựa trên cơ sở mặt nạ mà nhiều bít chống lại nhất, một vấn đề vượt qua phạm vi đồ án. Kết quả là chuyển tiếp IP quy ước đơn giản không được dùng trong các mạng lớn vì nó mất quá lâu để xử lý một gói. 4.1.3. Chuyển mạch lớp 3 Công nghệ này là phương pháp mới hơn của chuyển tiếp gói. Thuộc tính phân biệt của chuyển mạch lớp 3 là chức năng chuyển mạch được thực hiện trong phần cứng thông qua việc dùng các mạng tích hợp ứng dụng đặc trưng hoặc phần cứng thiết kế đặc trưng. Địa chỉ IP được sử dụng không cần quan tâm tới bất cứ thẻ hay nhãn nào. Chuyển mạch hỗ trợ bộ nhớ Vài hệ thống chuyển mạch lớp 3 dùng chuyển mạch hỗ trợ bộ nhớ. Bộ nhớ được xây dựng cho việc chứa dữ liệu địa chỉ đối với các mạng đặc trưng nhận được rất nhiều lưu lượng. Với cách này, mỗi dữ liệu đồ không phải là vấn đề đối với sự quy ước tin cậy trên bảng trung tâm cho việc tìm kiếm tuyến. Tuyến truy nhập tần số cao nhất được lưu trữ trong bộ nhớ tốc độ cao nhất. Phân bổ nhãn Với nhãn được phân bố, bộ xử lý phân chia được đặt trên mỗi modun giao diện. Bảng định tuyến được tính toán bởi bộ xử lý trung tâm, nhưng bộ xử lý này không bao hàm quyết định chuyển tiếp cho mỗi dữ liệu đồ. Đáng lẽ ra, các bảng chuyển tiếp phải được tải xuống các bộ xử lý giao diện. Các bộ xử lý này lần lượt đưa ra các quyết định chuyển tiếp. Ví dụ chuyển mạch lớp 3 Ví dụ của lớp 3 là router tốc độ cao hàng gigabit (MGR) được xây dựng bởi các công nghệ BNN. Line Card Switch Line Card Gói Mào đầu Xử lý gói Gói Mào đầu Reply FIFO Request FIFO Route memory Route memory Bộ xử lý Gói Mào đầu Xử lý gói Input Input Output Output Bộ phận chuyển tiếp ậ Hình 4.3. Chuyển mạch lớp 3. Hình 4.3 chỉ ra toàn bộ kiến trúc của MGR. Ta giả sử các gói vào từ phía trái và ra phía phải. Router chứa các card đa đường để hỗ trợ một hoặc nhiều giao diện, các card chuyển tiếp và tất cả các kết nối tới một switch. Mào đầu của các gói đến được chuyển qua switch tới các card chuyển tiếp trong khi phần còn lại của gói được lưu trong card đường dây vào. Card chuyển tiếp kiểm tra mào đầu, quyết định định tuyến cho gói, cập nhật mào đầu và chuyển nó lại card đường vào kết hợp với thông tin chuyển tiếp. Card này gắn lại mào đầu với phần còn lại của gói và gửi gói này tới card đường dây ra thích hợp. MGR có tổng dung lượng là 50 Gb/switch và tốc độ gói trên giây là 32 triệu gói một giây. MGR dùng một vài phương pháp khá khác với router quy ước. Thứ nhất, router dùng bảng định tuyến phân bố. Mỗi card chuyển tiếp thiết lập hoàn thành một bảng định tuyến để thay cho sự hạn chế về địa chỉ. Điều này tránh được thời gian trễ và sự tranh chấp được dùng trong bảng trung tâm. Hơn nữa, các bảng này không chứa các lối vào bảng quy ước, chúng chỉ chứa thông tin về hop tiếp theo. Thứ hai, switch không chia sẻ bus nhưng một chuyển mạch điểm - điểm chứa hơn 15 cổng. Switch là một cơ cấu hàng đợi đầu vào. Mỗi đầu vào giữ một hàng đợi FIFO và dùng một giao thức để đặt tới đầu ra. Điều này tránh được nghẽn đầu dòng và nhà thiết kế tuyên bố họ đã đảm bảo được 100 phần trăm đầu ra. Thứ ba, các card chuyển tiếp là các card đường dây riêng rẽ. Điều này mang lại sự linh động hơn cho cả hai chức năng và cho phép các nhà thiết kế linh hoạt hơn trong việc chỉ định cách nhiều giao diện chia xẻ card chuyển tiếp. Nó có thể dành một card chuyển tiếp đơn cho một mạng ảo đơn. Thứ tư, các card đường dây có thể chấp nhận các khối dữ liệu giao thức lớp 2 khác nhau nhưng chúng phải chuyển dữ liệu này thành định dạng nội bộ chung của lớp 2 cho việc xử lý bên trong MGR. Thứ năm, router hỗ trợ hoạt động QoS, do các card chuyển tiếp đã phân loại gói và chia các gói vào các luồng. Thông tin được chuyển tới card đường dây đầu ra kèm theo việc truyền gói với một bộ xử lý QoS đặc trưng. 4.1.4. Chuyển mạch lớp 4 Chuyển mạch lớp 4 là thuật ngữ mới. Nó nói đến hoạt động kiểm tra các chỉ số cổng Internet như một phần của quyết định chuyển tiếp. Chỉ số cổng đích luôn được dùng còn chỉ số cổng nguồn có thể được dùng hoặc không. Các chỉ số cổng được dùng để liên kết với các địa chỉ IP nguồn và đích để ra một quyết định chuyển tiếp. Hơn nữa, trường PID trong mào đầu IP cũng được sử dụng. Do đó, chuyển mạch lớp 4 không thực sự là chuyển mạch lớp 4. 4.2. Ánh xạ từ lớp 3 tới lớp 2 Phần này tương tự với phân loại luồng và chuyển mạch IP, với địa chỉ lớp 3 được ánh xạ sang nhãn hoặc VCID. Hình 4.4 chỉ ra sự ánh xạ của địa chỉ lớp 3, hoạt động này có thể dùng các chỉ số cổng Internet và PID để lấy một FEC cho thủ tục ánh xạ. Ánh xạ địa chỉ (hoặc FEC) có thể là VCID của ATM hoặc VCID của FR hoặc cho cùng nội dung là nhãn MPLS hoặc thẻ Cisco. Việc ánh xạ xảy ra bởi một router hoặc switch nằm ở biên của mạng. Việc thực hiện phương pháp này được lan rộng bao gồm cả chuyển mạch thẻ của Cisco, ARIS của IBM,… Router chuyển mạch nhãn hoặc chuyển mạch thẻ Yes No Ok Queue Queue Yes TCP, UDP, OSPF, BGP,… 1. Trao đổi địa chỉ L_3 tới nhãn L_2 2. Đóng gói dữ liệu Địa chỉ cục bộ ? Error ? Loại bỏ Dữ liệu vào Tế bào ATM/Khung FR Hình 4.4. Trao đổi từ L_3 tới L_2 tại LSR lối vào 4.2.1. LSR lối vào Hình 4.4 chỉ ra cách một router chuyển mạch thẻ lối vào hoặc router chuyển mạch nhãn xử lý một dữ liệu IP đầu vào. Gói vào được lưu trữ trong hàng đợi để chờ xử lý. Khi bắt đầu xử lý, trường lựa chọn trong mào đầu IP được xử lý để quyết định nếu các sự lựa chọn nằm trong mào đầu. Mào đầu dữ liệu được kiểm tra đối với bất cứ sự thay đổi nào trong quá trình của nó tới nút IP này. Địa chỉ IP đích được kiểm tra. Nếu địa chỉ IP đích là cục bộ, trường IP PID trong mào đầu được dùng để chuyển trường dữ liệu tới modun tiếp theo như TCP, UDP và ICMP. Nếu dữ liệu được quyết định chuyển tiếp truyền qua mạng ATM hoặc FR thì địa chỉ IP lớp 3 trong trường đích của dữ liệu IP sẽ tương đương với một thẻ hoặc một nhãn được lưu trữ trong bảng ở LSR. Sau đó, dữ liệu được đóng gói thành tế bào ATM hoặc khung FR với mào đầu đóng gói gắn với dữ liệu. 4.2.2. LSR trung gian Lưu lượng được gửi tới giao diện đầu ra để truyền tới nút tiếp theo, mà ở đó một VCID của ATM hoặc FR hoặc một nhãn được kiểm tra để quyết định việc đảm nhiệm khối dữ liệu này. Việc này được chỉ ra trong hình 4.5. Router chuyển mạch nhãn hoặc chuyển mạch thẻ Yes No Ok Queue Queue Yes 1.Mở gói dữ liệu, xử lý mào đầu IP 2.Chuyển dữ liệu tới modun chuẩn 1. Ghi vào bảng nhãn 2. Tìm nút tiếp theo 3. Trao đổi nhãn Địa chỉ cục bộ ? Error ? Loại bỏ Đầu vào: Đầu ra: Tế bào ATM/ Khung FR Tế bào ATM/ Khung FR Hình 4.5. Xử lý tại LSR trung gian hoặc LSR lối ra. Nhãn được kiểm tra để quyết định nó là cục bộ hay là liên kết tới nút tiếp theo. Nếu nó là cục bộ thì nó được mở gói thì mào đầu IP được dùng để xử lý lưu lượng thêm vào. Nếu nhãn chỉ định gói phải chuyển tới nút khác, nhãn sẽ dùng chỉ số trong bảng nhãn để tìm gói xử lý bao gồm độ ưu tiên của nó, nút tiếp theo và nhãn mới đó được thay thế cho nhãn cũ. 4.2.3. LSR lối ra Cuối cùng một gói cũng được chuyển tới LSR cuối cùng. LSR quyết định giao thức dữ liệu tại nút cuối này nhưng phải có phương pháp để quyết định nhãn một nội bộ thuộc về LSR nội bộ. Xử lý liên kết nhãn nội bộ thực hiện trước khi việc truyền dữ liệu người dùng xảy ra, LSR nội bộ truy cập bảng để định danh nhãn của nó ở mỗi giao diện đầu vào. Do đó, khi tế bào hoặc khung tới, nhãn nhanh chóng quyết định được nhãn có phải là cục bộ hay không, đó là nếu lưu lượng dừng lại tại nút mà không chuyển tiếp tới nút tiếp theo. Điều này được chỉ ra trong hình 4.5. Quá trình xử lý không phức tạp lắm. Mào đầu tế bào ATM hoặc FR được xử lý rồi chuyển đi. Mào đầu đóng gói được xử lý để quyết định tương lai của gói người dùng. Dựa vào giá trị của mào đầu đóng gói, gói được chuyển tới đúng modun trong LSR hoặc chuyển tới các thiết bị nôi bộ (như router, server hoặc host) để xử lý tiếp. 4.3. Chuyển mạch thẻ Như đã đề cập, chuyển mạch thẻ là một dạng của chuyển mạch nhãn. Chuyển mạch thẻ dựa trên cơ sở việc dùng một nhãn (thẻ) đặt vào một địa chỉ cho quyết định chuyển mạch và được công bố trong RFC 2105. Đa giao thức trên ATM là một ví dụ điển hình của chuyển mạch thẻ. Nỗ lực của Cisco đã có kết quả trong nhóm làm việc MPLS nơi đang cho công bố giao thức chuyển mạch nhãn “vendor-neutral”. Nhiều khái niệm được giải thích trong phần này khá giống với MPLS và các hoạt động được giới thiệu ở chương 3. Chuyển mạch thẻ gồm có hai phần: chuyển tiếp và điều khiển. Thành phần chuyển tiếp dùng thông tin thẻ được mang bởi gói và thông tin chuyển tiếp thẻ được lưu trữ bởi chuyển mạch thẻ để thực hiện gói chuyển tiếp. Thành phần điều khiển chịu trách nhiệm lưu giữ hiệu chỉnh thông tin chuyển tiếp thẻ giữa một nhóm kết nối chuyển mạch thẻ. 4.3.1. Thành phần chuyển tiếp Hoạt động chuyển tiếp thiết lập bởi chuyển mạch thẻ dựa trên sự thay đổi nhãn. Khi một gói được nhận một thẻ từ chuyển mạch thẻ thì switch sử dụng thẻ như chỉ số cơ sở thông tin thẻ của nó (TIB). Mỗi lối vào TIB bao gồm một thẻ lối vào và một hoặc nhiều hơn các lối vào con (như thẻ đầu ra, giao diện đầu ra, thông tin liên kết đầu ra). Nếu switch tìm được một lối vào với thẻ đầu vào ngang bằng với thẻ mang thì nó sẽ đặt thẻ vào gói với thẻ đầu ra và đặt thông tin liên kết vào trong gói với thông tin lớp liên kết đầu ra và chuyển tiếp gói qua giao diện đầu ra. Quyết định chuyển tiếp dựa trên thuật toán phù hợp dùng độ dài ngắn của thẻ như một chỉ số. Điều này cho phép thủ tục chuyển tiếp đơn giản được so sánh với chuyển tiếp truyền thống được dùng tại lớp mạng. Thủ tục chuyển tiếp là đơn giản đủ để cho phép thực hiện trên phần cứng. Quyết định chuyển tiếp phụ thuộc vào bản chất chuyển tiếp của thẻ. Ví dụ, thuật toán giống nhau áp dụng cho cả unicast và multicast. Lối vào một unicast sẽ là một lối vào con đơn (như thẻ đầu ra, giao diện đầu ra, thông tin liên kết đầu ra), trong khi một lối vào multicast một hoặc nhiều hơn các lối vào con (như thẻ đầu ra, giao diện đầu ra, thông tin liên kết đầu ra). Thủ tục chuyển tiếp được tách ra từ thành phần điều khiển của chuyển mạch thẻ. Chức năng định tuyến mới có thể triển khai mà không làm xáo trộn hoạt động chuyển tiếp. Đóng gói thẻ Thông tin về thẻ được mang trong một gói với nhiều cách khác nhau: - Như một phần nhỏ mào đầu thẻ được chèn giữa mào đầu lớp 2 và lớp 3. - Như một phần của mào đầu lớp 2, nếu mào đầu lớp 2 cung cấp đủ nghĩa. - Như một phần của mào đầu (trong trường luồng nhãn ở IPv6) Thành phần chuyển mạch thẻ là độc lập với lớp 3. Việc sử dụng thành phần điều khiển tiêu biểu tới giao thức riêng biệt cho phép dùng chuyển mạch thẻ với các giao thức lớp 3 khác nhau. 4.3.2. Thành phần điều khiển Thành phần điều khiển chịu trách nhiệm việc tạo ra các liên kết thẻ và phân phối thông tin liên kết thẻ giữa các chuyển mạch thẻ. Thành phần điều khiển được tổ chức bộ sưu tập của các modun, mỗi thiết kế để hỗ trợ một chức năng định tuyến riêng biệt. Để hỗ trợ các chức năng định tuyến mới thì các modun mới có thể được thêm vào. Phần tiếp theo sẽ mô tả một vài modun trong số đó. Cơ sở định tuyến đích Để hỗ trợ định tuyến đích với việc chuyển mạch thẻ thì một thẻ chuyển mạch (giống như một router) sẽ tham gia vào hoạt động của giao thức định tuyến (như OSPF, BGP) và xây dựng thông tin chuyển tiếp thẻ (TFIB) bằng thông tin nhận được từ các giao thức này. Có 3 phương pháp để chỉ định thẻ và quản lý TFIB : Chỉ định thẻ dòng xuống, chỉ định thẻ dòng xuống dựa trên yêu cầu, chỉ định thẻ dòng lên. Trong cả 3 phương pháp, switch chỉ định các thẻ và liên kết chúng tới tiền tố địa chỉ trong TFIB của nó. Trong việc chỉ định dòng xuống, thẻ được mang trong một gói được tạo ra và liên kết tới một tiền tố bởi một switch tại điểm cuối dòng xuống của liên kết. Trong chỉ định dòng lên, thẻ được chỉ định và liên kết tại điểm cuối dòng lên của liên kết. Chỉ định dựa trên yêu cầu nghĩa là các thẻ các thẻ sẽ chỉ được chỉ định và phân bố bởi chuyển mạch dòng xuống khi nó được yêu cầu bởi chuyển mạch dòng lên. a. Kỹ thuật chỉ định thẻ dòng xuống hoạt động như sau: với mỗi router trong TFIB của nó, switch chỉ định một thẻ, tạo ra một lối vào trong TFIB của nó với thẻ vào được đưa tới thẻ chỉ định. Sau đó, quảng báo liên kết giữa thẻ vào và router tới chuyển mạch thẻ liền kề. Khi chuyển mạch thẻ nhận được thông tin liên kết thẻ cho một router và thông tin đó bắt nguồn từ hop bên cạnh router đó, chuyển mạch đó đặt thẻ (như một phần của thông tin liên kết) vào thẻ lối ra của đầu vào TFIB liên kết với router đó. Việc này tạo ra liên kết thẻ lối ra và router. b. Kỹ thuật chỉ định thẻ dòng xuống dựa trên yêu cầu, với mỗi router trong TFIB của nó, switch sẽ định danh hop tiếp theo cho router. Sau đó, nó phát ra một yêu cầu thông qua một giao thức phân bố thẻ (TDP)để tới hop tiếp theo. Khi hop tiếp theo nhận được yêu cầu, nó chỉ định thẻ, tạo ra một lối vào trong TFIB của nó với thẻ vào được đưa tới thẻ chỉ định và sau đó truyền trở lại liên kết giữa thẻ đó và router tới switch đã gửi yêu cầu. Khi switch nhận được thông tin liên kết, switch sẽ tạo ra một lối vào trong TFIB và đặt thẻ đầu ra vào trong lối vào đó. c. Kỹ thuật chỉ định thẻ dòng lên được sử dụng như sau. Nếu chuyển mạch thẻ có một hoặc nhiều hơn các giao diện point to point thì với mỗi router trong TFIB sẽ đến được hop tiếp theo thông qua một trong các giao diện này. Switch chỉ định một thẻ, tạo ra một lối vào trong TFIB của nó với thẻ đầu ra được đưa tới thẻ chỉ định. Sau đó, quảng báo liên kết giữa thẻ đầu ra và router tới hop tiếp theo (thông qua TDP). Khi chuyển mạch thẻ tức là hop tiếp theo nhận được thông tin liên kết thẻ, chuyển mạch đó đặt thẻ (như một phần của thông tin liên kết) vào thẻ lối ra của đầu vào TFIB liên kết với router đó. Khi một cổng TFIB được đặt cho cả thẻ lối vào và lối ra, chuyển mạch thẻ có thể chuyển tiếp gói cho router bằng thuật toán chuyển tiếp chuyển mạch thẻ. Khi một chuyển mạch thẻ tạo ra một liên kết giữa thẻ đầu ra và một router, switch sẽ cập nhật thông tin liên kết vào TFIB của nó. Một chuyển mạch thẻ sẽ cố gắng đặt TFIB của nó với các thẻ đầu vào và đầu ra cho tất cả các router có khả năng tới để tất cả các gói có thể được chuyển tiếp bởi việc trao đổi nhãn đơn giản. Việc dùng các thẻ liên kết với các router có nghĩa không cần thiết thực hiện các thủ tục phân lớp luồng cho tất cả các luồng để quyết định xem liệu là có cần phân thẻ tới luồng không. Chuyển mạch thẻ và đa hướng Bản chất của chuyển mạch đa hướng là khái niệm cây bao trùm. Thủ tục định tuyến đa hướng chịu trách nhiệm thiết lập các cây như vậy, trong khi chuyển tiếp đa hướng chịu trách nhiệm chuyển tiếp đa hướng các gói dọc theo cây. Để hỗ trợ chức năng chuyển tiếp đa hướng với chuyển mạch thẻ, mỗi chuyển mạch thẻ liên kết với cây đa hướng khi được phép. Khi một chuyển mạch thẻ tạo ra đường chuyển tiếp đa hướng và danh sách giao diện đầu ra cho đường này, chuyển mạch này cũng tạo ra các thẻ nội bộ. Chuyển mạch này tạo ra một cổng trong TFIB và đặt thông tin cho mỗi giao diện đầu ra và đặt thẻ phát sinh cục bộ trong trường thẻ đầu ra. Điều này tạo ra một liên kết giữa cây đa hướng và các thẻ. Khi đó, chuyển mạch quảng báo liên kết giữa thẻ và cây cho mỗi giao diện đầu ra. Khi một chuyển mạch thẻ nhận một liên kết giữa một cây đa hướng và thẻ từ một chuyển mạch thẻ bên cạnh, chuyển mạch nội bộ đặt thẻ vào liên kết được mang tới thành phần thẻ đầu vào của cổng TFIB liên kết với cây. Khi các chuyển mạch thẻ được nối liền qua mạng con đa truy nhập, thủ tục chỉ định thẻ phải phối hợp các chuyển mạch. Trong các trường hợp khác, thủ tục chỉ định thẻ cho đa hướng có thể giống các thủ tục cho các thẻ được dùng trong định tuyến cơ sở đích. Định tuyến linh hoạt Một trong các đặc tính của định tuyến cơ sở đích là thông tin từ một gói được dùng để chuyển tiếp gói là địa chỉ đích. Đặc tính này cho phép định tuyến cân bằng, nó cũng hạn chế khả năng ảnh hưởng các tuyến đi của các gói. Điều này cũng hạn chế khả năng phân bố cân bằng lưu lượng giữa các đa liên kết, hạn chế việc lấy các liên kết có khả năng sử dụng tốt và chuyển đi các liên kết tồi. Đối với ISP, người cung cấp các lớp dịch vụ hỗ trợ khác nhau định tuyến cơ sở đích cũng hạn chế khả năng của họ trong việc tách riêng các dịch vụ khác nhau với các liên kết được dùng bởi các lớp này. Một vài ISP hiện nay dùng ATM hoặc FR để vượt qua sự hạn chế bởi định tuyến cơ sở nhãn. Bởi vì bản chất linh hoạt của thẻ, chuyển mạch thẻ có khả năng vượt qua sự hạn chế này mà không dùng cả ATM lẫn FR. Để cung cấp chuyển tiếp dọc theo các tuyến khác nhau được quyết định bởi định tuyến cơ sở đích, thành phần điều khiển của chuyển mạch thẻ cho phép cài đặt liên kết thẻ trong chuyển mạch thẻ để không tương ứng với các tuyến định tuyến cơ sở đích. Tất nhiên, ý tưởng này cũng là một nguyên tắc của MPLS. Chuyển mạch thẻ với ATM Từ khi chuyển mạch thẻ dựa trên cơ sở trao đổi nhãn và chuyển tiếp ATM cũng dựa trên trao đổi nhãn, công nghệ chuyển mạch nhãn có thể sẵn sàng áp dụng cho chuyển mạch ATM bởi việc sử dụng thành phần điều khiển của chuyển mạch thẻ. Thông tin thẻ cần thiết cho chuyển mạch thẻ được mang trong trường VCI. Nếu hai lớp thẻ là cần thiết thì trường VPI cũng được dùng cho dù kích thước của trường VPI hạn chế kích thước của các mạng mà ở đó điều này được thực hiện.Tuy nhiên, đối v