Luận văn Công nghệ mạng truyền dẫn thế hệ mới IP/WDM

Ó kÝch ho¹t c¸c cËp nhËt tr¹ng th¸i liªn kÕt dùa trªn c¸c ng−ìng hiÖn cã, cã thÓ ®−îc thùc hiÖn. VÝ dô, nh÷ng thay ®æi vÒ ®é kh¶ dông cña c¸c liªn kÕt cã b¨ng LuËn v¨n cao häc - 41 - Tiªu Xu©n Hïng _______________________________________________________________ th«ng cho tr−íc (vÝ dô 48-OC) cã thÓ kÝch ho¹t c¸c cËp nhËt chØ khi nh÷ng chóng thay ®æi mét l−îng nhÊt ®Þnh. Trong qu¸ tr×nh x¸c ®Þnh topo m¹ng, th«ng tin vïng l©n cËn ®−îc trao ®æi th«ng qua mét giao thøc. Sau ®ã nã sÏ ®−îc cñng cè ë møc m¹ng ®Ó t¹o ra mét b¶n ®å topo m¹ng. NhËn biÕt topo tù ®éng kh«ng chØ gi¶m chi phÝ ho¹t ®éng cña m¹ng mµ cßn lµm t¨ng kh¶ n¨ng biÓu diÔn chÝnh x¸c topo m¹ng. NhËn biÕt topo m¹ng cã thÓ ®−îc xem nh− lµ mét c¬ chÕ cho phÐp tù qu¶n lý m¹ng. Trªn quan ®iÓm øng dông, th«ng tin topo m¹ng cËp nhËt vµ tù ®éng cho phÐp nh÷ng ¶nh h−ëng cña viÖc chia sÎ tµi nguyªn ®Õn hiÖu suÊt cña øng dông cã thÓ dù ®o¸n tr−íc ®−îc vµ c¸c node vµ c¸c liªn kÕt ®−îc lùa chän thÝch hîp víi nh÷ng kÕt nèi m¹ng ®Ó phï hîp víi nh÷ng yªu cÇu øng dông. C¸c m« h×nh thÓ hiÖn tµi nguyªn vµ qu¸ tr×nh nhËn biÕt topology qua c¸c miÒn WDM ®ßi hái c¸c giao thøc ®Þnh tuyÕn liªn miÒn, vÝ dô nh− giao thøc BGP víi nh÷ng më réng cho m¹ng quang. Trong mét m¹ng WDM cã kh¶ n¨ng t¸i cÊu h×nh, cã mét topo ®−êng quang ¶o bªn c¹nh mét topo WDM vËt lý. Topo ®−êng quang ¶o lµ topo IP, do ®ã khi c¸c ®−êng quang ®−îc thiÕt lËp, topo IP (c¸c bé ®Þnh tuyÕn mÆt ph¼ng d÷ liÖu) cã thÓ sö dông IGP ®Ó x¸c ®Þnh topo m¹ng. VÝ dô, OSPF sö dông b¶n tin Hello vµ b¶n tin m« t¶ c¬ së d÷ liÖu. Topo vËt lý WDM cã thÓ ®−îc x¸c ®Þnh bëi giao thøc ®iÒu khiÓn IP ch¹y trªn kªnh ®iÒu khiÓn WDM. 3.3 §Þnh tuyÕn IP/WDM §Þnh tuyÕn lµ mét kü thuËt theo ®ã l−u l−îng qua m¹ng cã thÓ ®Õn ®−îc ®Ých tõ node nguån. Ta sÏ xem xÐt mét vµi vÊn ®Ò ®Þnh tuyÕn cña m¹ng IP/WDM . Ta xem xÐt viÖc triÓn khai OSPF cho c¸c m¹ng WDM. 3.3.1 X©y dùng vµ duy tr× c¬ së th«ng tin ®Þnh tuyÕn OSPF ChÊt l−îng cña quyÕt ®Þnh ®Þnh tuyÕn liªn quan ®Õn tÝnh kh¶ dông, ®é chÝnh x¸c vµ chi tiÕt cña th«ng tin ®Þnh tuyÕn. Mét m¹ng IP th«ng th−êng sö dông giao thøc ®Þnh tuyÕn RIP hay OSPF, OSPF lµ giao thøc ®Þnh tuyÕn dùa LuËn v¨n cao häc - 42 - Tiªu Xu©n Hïng _______________________________________________________________ trªn tr¹ng th¸i liªn kÕt vµ héi tô nhanh h¬n RIP. OSPF duy tr× mét c¬ së tr¹ng th¸i liªn kÕt, ®Ó ®ång bé nh÷ng b¶n sao cña tr¹ng th¸i liªn kÕt, mét c¬ chÕ flooding tin cËy ®−îc ph¸t triÓn cho OSPF. H×nh 3-2 chØ ra c¬ chÕ flooding trong tr¹m cã 6 node: H×nh 3-2: C¬ chÕ flooding OSPF Node A quan s¸t thÊy thay ®æi tr¹ng th¸i liªn kÕt b¾t ®Çu flood thay ®æi tr¹ng th¸i liªn kÕt nµy sö dông gãi tin cËp nhËt tr¹ng th¸i liªn kÕt. Node A göi LSU (cËp nhËt tr¹ng th¸i liªn kÕt) tíi mäi node bªn c¹nh nã lµ B,C,F. Trong h×nh 3-2 (b) c¸c node B,C,F chuyÓn tiÕp b¶n tin ®−îc flood nµy tíi c¸c node hµng xãm cña nã ngo¹i trõ node mµ nã võa nhËn b¶n tin tõ ®ã tøc lµ node A. H×nh 3-2 (c) chØ ra vßng tiÕp theo khi node E vµ D flood LSU. §Ó b¸o l¹i r»ng LSU ®· ®Õn ®Ých ®−îc an toµn, node nhËn sÏ göi mét link state acknowledgement tíi node göi ®i. Chó ý r»ng nÕu node nhËn mµ nhËn ®−îc tõ node göi cïng mét LSU mµ nã ®· göi ®i, nã sÏ kh«ng göi ®i link state acknowledgement (d). A b c d e (a) F A b c d e (b) F A b c d e (c) F A b c d e (d) F LuËn v¨n cao häc - 43 - Tiªu Xu©n Hïng _______________________________________________________________ Trong hÖ thèng qu¶n lý m¹ng WDM cña m« h×nh chång lÊn, bé qu¶n lý cÊu h×nh vµ kÕt nèi duy tr× c¬ së th«ng tin ®Þnh tuyÕn. C¬ së d÷ liÖu ban ®Çu ®−îc th«ng b¸o qua c¸c giao diÖn qu¶n lý ®· ®−îc x¸c ®Þnh tr−íc vµ sau ®ã ®−îc cËp nhËt bëi c¸c th«ng b¸o cña NE. §Ó t¨ng tÝnh kh¶ dông cña th«ng tin ®Þnh tuyÕn WDM, c¸c m¹ng WDM cã thÓ dïng mét cë së d÷ liÖu tr¹ng th¸i liªn kÕt quang, nã cã thÓ ph©n bè tíi tõng chuyÓn m¹ch. Mét vÝ dô cña triÓn khai nh÷ng më réng cho IP OSPF ®Ó flood LSA lo¹i kh«ng trong suèt. C¬ së d÷ liÖu tr¹ng th¸i liªn kÕt quang cã thÓ t¸ch biÖt khái c¬ së d÷ liÖu tr¹ng th¸i liªn kÕt IP tiªu chuÈn nh−ng cã thÓ duy tr× vµ ®ång bé b»ng c¸ch sö dông cïng mét c¬ chÕ flooding. Nh÷ng më réng OSPF cho m¹ng WDM sÏ ®−îc bµn tíi phÇn sau ë ch−¬ng nµy. Thay cho viÖc ph¶i t¸ch rêi c¬ së th«ng tin ®Þnh tuyÕn vµ NMS cho m¹ng IP vµ WDM, mét ph−¬ng ph¸p hiÖu qu¶ h¬n lµ thiÕt kÕ mét c¬ së d÷ liÖu tr¹ng th¸i liªn kÕt tÝch hîp cho m¹ng IP/WDM . Trong miÒn ®Þnh tuyÕn IP, c¸c bé ®Þnh tuyÕn BGP duy tr× mét b¶ng ®Þnh tuyÕn BGP bªn c¹nh b¶ng ®Þnh tuyÕn IGP. §èi víi ®Þnh tuyÕn liªn miÒn quang, cÇn cã mét cë së qu¶n lý d÷ liÖu (MIB) ®−êng quang (ligth path) t¹i WDM biªn bªn c¹nh MIB b−íc sãng. BGP víi phÇn më réng cã thÓ ®−îc sö dông cho kªnh ®iÒu khiÓn ®Ó trao ®æi th«ng tin vÒ ®é kh¶ dông vµ kh¶ n¨ng ®Õn ®Ých cña WDM liªn miÒn. NÕu nhµ cung cÊp kh¸c nhau cung cÊp NE trong miÒn quang ®ái hái ph¶i chó ý ®Õn tÝnh liªn th«ng gi÷a c¸c m¹ng. 3.3.2 TÝnh to¸n ®−êng ®i vµ nh÷ng rµng buéc chuyÓn m¹ch WDM. Khi c¬ së d÷ liÖu ®Þnh tuyÕn ®· ®−îc x©y dùng, viÖc tÝnh to¸n ®−êng ®i cã thÓ ®−îc tiÕn hµnh th«ng qua mét thuËt to¸n ®Þnh tuyÕn. Bé giao thøc IP sö dông giao thøc t×m ®−êng ng¾n nhÊt (SPF)- hay lµ t×m ®−êng ®i tèi −u. §Þnh tuyÕn ®éng vµ ph©n bæ b−íc sãng; Trong m¹ng WDM cã thÓ ®−îc cµi c¸c thuËt to¸n ®Þnh tuyÕn trong mét node mµ cã kh¶ n¨ng kÕt cuèi ®−êng quang vµ trang bÞ cho c¸c node cßn l¹i LuËn v¨n cao häc - 44 - Tiªu Xu©n Hïng _______________________________________________________________ chØ lµ mét thuËt to¸n t×m ®−êng c¬ b¶n. C¸ch tiÕp cËn nµy cïng víi viÖc sö dông MPLS ®Ó ®iÒu khiÓn l−u l−îng, nh−ng nã l¹i kh¸c víi OSPF trong m¹ng IP n¬i mµ tÊt c¶ c¸c node ch¹y cïng mét thuËt to¸n t×m ®−êng ®i. So s¸nh víi ®Þnh tuyÕn tÜnh vµ viÖc ®Þnh tuyÕn ®éng vµ ph©n bæ b−íc sãng ph¶i gi¶i quyÕt c¸c ®−êng quang ®éng vµ thêi gian tån t¹i ng¾n vµ tÝnh to¸n ®−êng ®i trong thêi gian thùc. Do tÝnh phøc t¹p ®Þnh tuyÕn vµ ph©n bæ b−íc sãng cã thÓ sö dông c¸c gi¶i thuËt dùa trªn kinh nghiÖm ®Ó gi¶i quyÕt ®−êng ®i. B¶o vÖ lightpath: Mét vÊn ®Ò kh¸c liªn quan ®Õn ®Þnh tuyÕn lightpath WDM lµ b¶o vÖ lightpath. B¶n chÊt kªnh cña m¹ng WDM ®ßi hái mät lightpath dù phßng trong tr−êng hîp cã lçi hoÆc cã sù cè víi lightpath chÝnh. Khi ®ã l−u l−îng gi÷a hai node cã thÓ ®−îc gi÷ liªn tôc cho dï cã sù cè x¶y ra. Do ®ã mét vÊn ®Ò c¬ b¶n lµ c¸c SRLG trong ®−êng ®i chÝnh ph¶i biÕt ®−îc trong khi tÝnh to¸n ®−êng ®i thay thÕ cïng víi tÝnh kh¶ dông cña tµi nguyªn trong c¸c liªn kÕt thuéc SRLG kh¸c. C¸c thuËt to¸n ®Þnh tuyÕn ®−êng ®i dù phßng nh−: ThuËt to¸n ®−êng ®i t¸ch rêi (disjoint). Cã hai nhãm thuËt to¸n ®Þnh tuyÕn ®−êng ®i t¸ch rêi:CÆp ng¾n nhÊt cña c¸c ®−êng ®i t¸ch rêi vµ ®−êng ®i t¸ch rêi tèi ®a. ThuËt to¸n ®−êng ®i t¸ch rêi ng¾n nhÊt cã kh¶ n¨ng tÝnh to¸n node hoÆc c¸c ®−êng kÕt nèi t¸ch rêi: Trong thuËt to¸n nµy (cÆp node t¸ch rêi hay cÆp liªn kÕt t¸ch rêi), víi mét cÆp node cho tr−íc, tr−íc tiªn t×m ®−êng ®i ng¾n nhÊt víi s¬ ®å m¹ng cho tr−íc, sau ®ã xo¸ bá c¸c liªn kÕt cã liªn quan ®Õn c¸c node cã ®−êng ®i ng¾n nhÊt vµ cuèi cïng t×m ®−êng ng¾n nhÊt trªn s¬ ®å m¹ng cßn l¹i. Víi thuËt to¸n nµy khi cã sù cè c¸c liªn kÕt hoÆc c¸c node liªn quan ®Õn lightpath chÝnh kh«ng ¶nh h−ëng ®Õn lighpath dù phßng. ThuËt to¸n ®−êng ®i t¸ch rêi tèi ®a nh»m môc ®Ých t×m cÆp ®−êng ®i ng¾n nhÊt mµ cïng t¸ch rêi nhau tèi ®a, tøc lµ cÆp ®−êng ®i cã sè node vµ liªn kÕt chung nhau lµ Ýt nhÊt. LuËn v¨n cao häc - 45 - Tiªu Xu©n Hïng _______________________________________________________________ Nh÷ng rµng buéc chuyÓn m¹ch WDM: ViÖc tÝnh to¸n ®−êng ®i chÝnh cho mét lightpath trong mét m¹ng WDM cã nh÷ng rµng buéc vÒ ®Þnh tuyÕn. Rµng buéc nµy th«ng th−êng lµ ®é kh¶ dông cña b−íc sãng cÇn thiÕt cho lightpath cïng víi nh÷ng rµng buéc vÒ qu¶n lý. Nh÷ng rµng buéc trong m¹ng WDM cho ®Þnh tuyÕn ®éng vµ ph©n bæ b−íc sãng bao gåm: • TÝnh kh¶ dông cña b−íc sãng, kh¶ n¨ng thay ®æi cña b−íc sãng vµ b¨ng th«ng cña sîi, sè l−îng b−íc sãng trªn mét giao diÖn truyÒn dÉn. • Lo¹i tr−êng chuyÓn m¹ch: trong suèt hay kh«ng trong suèt. • Yªu cÇu ®Þnh d¹ng tÝn hiÖu cña client hoÆc tèc ®é line. • Kh¶ n¨ng ghÐp kªnh cña cæng. • Rµng buéc biªn cña nhiÒu fabric • Nh÷ng rµng buéc vÒ chÊt l−îng tÝn hiÖu: tû sè tÝn hiÖu trªn t¹p ©m, t¸n s¾c b−íc sãng…. V× nh÷ng giao thøc IGP hiÖn t¹i nh− IS-IS vµ OSPF viÖc lùa chän ®−êng ®i dùa trªn nh÷ng tÝnh to¸n ®−êng ®i ng¾n nhÊt, ®iÒu ®ã kh«ng xem xÐt ®Õn nh÷ng ®Æc tÝnh l−u l−îng vµ nh÷ng rµng buéc kh¶ n¨ng cña m¹ng. Nh÷ng tiÕn bé gÇn ®©y trong MPLS ®· më ra kh¶ n¨ng míi ®Ó v−ît qua mét vµi giíi h¹n nµy b»ng c¸ch cho phÐp ng−êi dïng thiÕt lËp c¸c ®−êng ®i LSP riªng biÖt t¹i c¸c thiÕt bÞ ë biªn. Tuy nhiªn ®Ó ®¹t ®−îc ®iÒu nµy IGP ph¶i ®−îc chØnh söa nhê ®ã chóng cã thÓ ph©n bè thªm th«ng tin cho tÝnh to¸n ®−êng ®i bªn c¹nh th«ng tin topo m¹ng. Trong c¸c m¹ng WDM n¬i mµ cã nhiÒu rµng buéc vÒ dung l−îng h¬n mét vµi më réng WDM cho c¸c giao thøc IGP ®· ®−îc thùc hiÖn nhê bé chuyÓn m¹ch biªn cã thÓ thiÕt lËp c¸c ®−êng quang thÝch hîp. LuËn v¨n cao häc - 46 - Tiªu Xu©n Hïng _______________________________________________________________ 3.3.3 Ho¹t ®éng ®Þnh tuyÕn Mét giao thøc ®Þnh tuyÕn triÓn khai c¸c c¬ chÕ ®Ó ph©n ph¸t th«ng tin ®Þnh tuyÕn trong m¹ng, dùa trªn th«ng tin ®Þnh tuyÕn nµy thuËt to¸n t×m ®−êng ®i x¸c ®Þnh c¸ch mµ l−u l−îng ®−îc dÉn qua m¹ng. Trong phÇn nµy ta sÏ xÐt c¸c vÊn ®Ò ho¹t ®éng ®Þnh tuyÕn chung. Routing loops Mét vÊn ®Ò næi bËt cña ®Þnh tuyÕn ph©n bè lµ c¸c vßng lÆp ®Þnh tuyÕn, nã tån t¹i do b¶n chÊt viÖc ra quyÕt ®Þnh song song trong m«i tr−êng ph©n t¸n. Mét vßng lÆp ®Þnh tuyÕn cã thÓ lµ mét vßng lÆp th«ng tin hoÆc vßng lÆp chuyÓn tiÕp. H×nh 3-3 chØ ra nguyªn nh©n cña c¸c vßng lÆp th«ng tin ®−îc h×nh thµnh khi th«ng tin cËp nhËt cã nguån gèc tõ th«ng tin nã ph©n phèi tr−íc ®ã. VÝ dô trong h×nh 3-3 (a) khi c¸c liªn kªt AB vµ BC bÞ down, node A vµ node C cho r»ng c¸c node kh¸c cã mét ®−êng ®i tíi node B, nh−ng thùc tÕ quyÕt ®Þnh cña chóng lµ dùa trªn th«ng tin do chÝnh nh÷ng node nµy cung cÊp. Giao thøc ®Þnh tuyÕn RIP sö dông sè l−îng hop tèi ®a ®Ó ®Õn ®Ých lµ 16 ®Ó lo¹i trõ lÆp ®Þnh tuyÕn. H×nh 3-3: Vßng lÆp ®Þnh tuyÕn B¶ng ®Þnh tuyÕn: B 1hop C 1hop D 1hop A D 2 C a b cd A b c d (b) F B 1hop C 1hop D 1hop B 1hop C 1hop D 1hop D A (a) Information Loop (b) Forwarding Loop E B¶ng ®Þnh tuyÕn: B¶ng ®Þnh tuyÕn: LuËn v¨n cao häc - 47 - Tiªu Xu©n Hïng _______________________________________________________________ LÆp chuyÓn tiÕp t¹o nªn khi l−u l−îng ®−îc chuyÓn tiÕp bëi mét bé ®Þnh tuyÕn cuèi cïng l¹i quay trë l¹i router ®ã. H×nh 3-3 (b) chØ ra mét vÝ dô cña lÆp chuyÓn tiÕp gi÷a c¸c node C,D vµ E. LÆp ®Þnh tuyÕn cã thÓ liªn tôc hoÆc t¹m thêi tuú theo kho¶ng thêi gian. LÆp ®Þnh tuyÕn t¹m thêi th−ëng x¶y ra h¬n vµ g©y ra Ýt h− háng vµ suy gi¶m chÊt l−îng m¹ng h¬n lÆp ®Þnh tuyÕn liªn tôc. LÆp ®Þnh tuyÕn t¹m thêi cã thÓ g©y ra nh÷ng h− háng vµ cã thÓ g©y t¾c nghÏn gi÷a c¸c thµnh phÇn m¹ng. LÆp ®Þnh tuyÕn liªn tôc cã thÓ cÇn ph¶i shutdown mét phÇn m¹ng, lµm hao phÝ tµi nguyªn m¹ng vµ cã kh¶ n¨ng lµm gi¸n ®o¹n c¸c dÞch vô ho¹t ®éng. C¸c lçi ®Þnh tuyÕn: §Þnh tuyÕn trong mét hÖ thèng cã møc ®é ph©n t¸n cao cã thÓ bÞ lçi do mét vµi nguyªn nh©n: • C¸c lçi ®Þnh tuyÕn do nh÷ng lçi phÇn mÒm ®iÒu khiÓn, do h− háng phÇn cøng. • Lçi ®Þnh tuyÕn do t¹m thêi ngõng ho¹t ®éng, cã cã thÓ g©y ra bëi t¾c nghÏn hoÆc t¹m thêi bÞ mÊt kÕt nèi hoÆc do cÊu h×nh kÕt nèi thay ®æi. • Kh«ng thÓ ®Õn ®−îc ®Ých do qóa nhiÒu chÆng §é æn ®Þnh cña ®Þnh tuyÕn Lµ møc ®é th−êng xuyªn cña viÖc thay ®æi ®−êng ®i vµ møc æn ®Þnh cña chóng. Cã hai ®Þnh nghÜa vÒ ®é æn ®Þnh ®Þnh tuyÕn lµ sù phæ biÕn vµ tÝnh nhÊt qu¸n. Sù phæ biÕn: ®é æn ®Þnh ®Þnh tuyÕn cã thÓ ®Þnh nghÜa d−íi d¹ng sù phæ biÕn, ®ã lµ x¸c xuÊt cña viÖc quan s¸t mét ®−êng ®i ®· cho trong mét kho¶ng khung thêi gian cho tr−íc. Khi quan s¸t mét ®−êng ®i, sù phæ biÕn chØ ra r»ng ta sÏ quan s¸t l¹i ®−îc ®−êng ®i ®ã trong t−¬ng lai. Sù phæ biÕn cao lµ m«i tr−êng ®Þnh tuyÕn æn ®Þnh. LuËn v¨n cao häc - 48 - Tiªu Xu©n Hïng _______________________________________________________________ TÝnh nhÊt qu¸n: §é æn ®Þnh ®Þnh tuyÕn cã thÓ ®−îc ®Þnh nghÜa d−íi d¹ng tÝnh nhÊt qu¸n, ®ã lµ khung thêi gian mµ mét ®−êng ®i cho tr−íc tiÕp tôc tån t¹i cho ®Õn khi nã thay ®æi. Møc ®é nhÊt qu¸n cao h¬n cã nghÜa lµ m«i tr−êng ®Þnh tuyÕn æn ®Þnh l©u h¬n. Sù phæ biÕn vµ tÝnh æn ®Þnh cã thÓ kÕt hîp víi nhau ®Ó m« t¶ ®é æn ®Þnh ®Þnh tuyÕn. C¸c møc ®é cao cña tÝnh nhÊt qu¸n vµ sù phæ biÕn thÓ hiÖn m¹ng rÊt æn ®Þnh. Møc ®é phæ biÕn cao nh−ng møc ®é nhÊt qu¸n thÊp m¹ng sÏ kh«ng æn ®Þnh, cã thÓ cã lÆp ®Þnh tuyÕn. Møc ®é phæ biÕn vµ nhÊt qu¸n ®Òu thÊp thÓ hiÖn mét m¹ng rÊt kh«ng æn ®Þnh. Mét m«i tr−êng ®Þnh tuyÕn kh«ng æn ®Þnh cã kh¶ n¨ng g©y ra nh÷ng vÊn ®Ò sau; • Nh÷ng ®Æc tÝnh cña c¸c ®−êng ®i m¹ng kh«ng thÓ dù ®o¸n ®−îc • Kinh nghiÖm vµ hiÖu qu¶ cña viÖc häc dùa trªn nh÷ng ®o l−êng tr−íc ®ã lµ kh«ng tin cËy. 3.4 B¸o hiÖu trong m¹ng IP/WDM T¹i líp vËt lý, b¸o hiÖu cã nghÜa lµ viÖc truyÒn tÝn hiÖu quang qua sîi quang. T¹i líp ®iÒu khiÓn m¹ng, b¸o hiÖu liªn quan ®Õn mét lo¹t qu¸ tr×nh ph©n bè ®Ó hoµn thµnh c¸c viÖc nh− thiÕt lËp kªnh qua m¹ng… Trong phÇn nµy sö dông giao thøc b¸o hiÖu RSVP (Resource Reservation Protocol) vµ phÇn më réng quang minh ho¹ qu¸ tr×nh b¸o hiÖu vµ ho¹t ®éng trong c¸c m¹ng IP/WDM 3.4.1 Kh¸i niÖm RSVP RSVP lµ mét giao thøc b¸o hiÖu IP cho phÐp c¸c øng dông IP ®¹t ®−îc chÊt l−îng dÞch vô nhÊt ®Þnh cho c¸c luång d÷ liÖu trong c¸c m¹ng IP. RSVP dµnh tr−íc c¸c tµi nguyªn víi chÊt l−îng dÞch vô yªu cÇu th«ng qua chØ tiªu luång, nã ®¶m b¶o ®Ó liªn m¹ng xö lý l−u l−îng øng dông. ChØ tiªu kü thuËt luång bao gåm yªu cÇu vÒ chÊt l−îng dÞch vô (RSpec), m« t¶ vÒ luång l−u l−îng (TSpec), vµ cÊp ®é dÞch vô cña mét øng dông. Th«ng qua viÖc dµnh tr−íc, c¸c tham sè nhÊt ®Þnh trong lËp tr×nh vµ bé ph©n lo¹i LuËn v¨n cao häc - 49 - Tiªu Xu©n Hïng _______________________________________________________________ ®−îc thiÕt lËp c¸c gi¸ trÞ cô thÓ ®Ó c¸c luång øng dông ®−îc cung cÊp víi c¸c dÞch vô t−¬ng øng khi chóng ®Õn. Cã nhiÒu kiÓu dµnh tr−íc kh¸c nhau dùa trªn tÝnh n¨ng cung cÊp bëi nhµ qu¶n lý tµi nguyªn (RSVP daemon). ViÖc dµnh tr−íc cã thÓ lµ riªng biÖt trong ®ã mçi sù dµnh tr−íc cña mét phiªn tõ phÝa göi ®−îc xö lý riªng rÏ, hoÆc lµ chia sÎ trong ®ã tÊt c¶ c¸c sù dµnh tr−íc ®−îc xö lý nh− lµ mét sù dµnh tr−íc (v× chóng ®−îc biÕt ®Õn nh− lµ kh«ng can thiÖp lÉn nhau). Mét sù dµnh tr−íc riªng biÖt còng cã thÓ ®Þnh râ víi mét ph¹m vi râ rµng th«ng qua bé läc cè ®Þnh, vÝ dô nh− b»ng c¸ch chØ ra râ rµng mét ng−êi göi. Khi ®−êng ®i ®Þnh tuyÕn ®· ®−îc x¸c ®Þnh bëi mét giao thøc ®Þnh tuyÕn hoÆc mét øng dông ®iÒu khiÓn l−u l−îng më réng, RSVP daemon chñ (host) b¾t ®Çu mét phiªn vµ göi mét b¶n tin RSVP theo ®−êng ®i ®Þnh tuyÕn ®Ó ®Õn ®Ých . Khi b¶n tin ®−êng ®i ®Õn ®Ých, phÝa thu b¾t ®Çu dµnh tr−íc tµi nguyªn vµ göi b¶n tin yªu cÇu dµnh tr−íc däc theo ®−êng ®i ®Þnh tuyÕn dµnh tr−íc ®Ó ®Õn phÝa göi. Trong qu¸ tr×nh dµnh tr−íc, mçi node bao gåm bé thu vµ ph¸t cã nhiÖm vô lùa chän møc ®é cña riªng nã vÒ tµi nguyªn dµnh tr−íc , mét qu¸ tr×nh ®−îc gäi lµ ®iÒu khiÓn admission, ®Ó x¸c ®Þnh liÖu nã cã thÓ cung cÊp chÊt l−îng dÞch vô theo yªu cÇu. NÕu ®iÒu khiÓn admission kh«ng thµnh c«ng, mét b¶n tin lçi ®−îc göi ®Õn phÝa nguån. RSVP ®Þnh nghÜa 4 nhãm b¶n tin: • Path messages, bao gåm tr¹ng th¸i cña ®−êng ®i trong mçi node, ®−îc göi ®i tõng chÆng theo ®−êng ®Þnh tuyÕn tõ nguån ®Õn ®Ých. • Reservation request messages, th«ng tin chi tiÕt vÒ dµnh tr−íc, ®−îc göi ®i tõng chÆng theo ®−êng ®Þnh tuyÕn tõ nguån ®Õn ®Ých. • Tear-down messages, ®−îc sö dông ®Ó lo¹i bá ®−êng ®i vµ dµnh tr−íc mµ kh«ng cÇn ph¶i ®îi cho thêi gian cleanup hÕt h¹n. Cã hai lo¹i b¶n tin tear-down lµ: C¸c b¶n tin path tear-down; C¸c b¶n LuËn v¨n cao häc - 50 - Tiªu Xu©n Hïng _______________________________________________________________ tin tear-down yªu cÇu dµnh tr−íc.Bé ph¸t, bé thu hoÆc bÊt cø mét bé ®Þnh tuyÕn nµo cã thÓ khëi t¹o c¸c b¶n tin tear-down. • Error and confirmation messages, bao gåm: C¸c b¶n tin lçi ®−êng ®i ®−îc dïng ®Ó th«ng b¸o c¸c lçi cho c¸c b¶n tin ®−êng ®i, vµ ®−îc göi ®i tõng chÆng däc theo ®−êng ®i vÒ phÝa host nguån. C¸c b¶n tin lçi yªu cÇu dµnh tr−íc ®−îc dïng ®Ó th«ng b¸o c¸c lçi cho c¸c b¶n tin yªu cÇu dµnh tr−íc, vµ ®−îc göi ®i tõng chÆng däc theo ®−êng ®i vÒ phÝa ®Ých; C¸c b¶n tin x¸c nhËn yªu cÇu dµnh tr−íc ®−îc dïng ®Ó x¸c nhËn b¶n tin yªu cÇu dµnh tr−íc, vµ ®−îc göi tõng chÆng däc theo ®−êng ®i vÒ phÝa bé thu. V× RSVP ®−îc sö dông cho c¸c luång øng dông, nªn nã lµ ®¬n h−íng. Mét ®−êng ®i hai chiÒu ph¶i ®−îc thiÕt lËp b»ng c¸ch thùc hiÖn b¸o hiÖu RSVP hai lÇn, ®æi chiÒu vÞ trÝ cña phÝa thu vµ phÝa ph¸t. C¸c kªnh RSVP ®−îc duy tr× tr¹ng th¸i mÒm, trong ®ã c¸c tr¹ng th¸i kiªn kÕt kªnh ®−îc duy tr× t¹i mçi node vµ ®−îc øng dông víi c¸c bé ®Þnh thêi. Nh÷ng kªnh nµy ®−îc cËp nhËt míi l¹i mét c¸ch ®Þnh kú th«ng qua c¸c cËp nhËt b¶n tin yªu cÇu dµnh tr−íc vµ b¶n tin ®−êng ®i. MÆt kh¸c khi bé ®Þnh thêi hÕt h¹n, tr¹ng th¸i kªnh sÏ bÞ xo¸ vµ tµi nguyªn ®−îc gi¶i phãng Trong m¹ng IP kh«ng ph¶i mäi bé ®Þnh tuyÕn ®Òu ®−îc hç trî RSVP. §èi víi bé ®Þnh tuyÕn kh«ng hç trî RSPV viÖc dµnh tr−íc tµi nguyªn vµ ®Þnh h−íng QoS kh«ng ®−îc ®¶m b¶o. §Ó ®i qua m¹ng kh«ng hç trî RSVP, RSVP sö dông hiÖu øng tunnel; C¸c bé ®Þnh tuyÕn kh«ng hç trî RSVP chuyÓn tiÕp c¸c b¶n tin ®−êng ®i vµ b¶n tin yªu cÇu dµnh tr−íc ®−îc dùa trªn b¶ng ®Þnh tuyÕn néi bé. Do ®ã c¸c b¶n tin ®−êng ®i vµ b¶n tin yªu cÇu dµnh tr−íc ®−îc chuyÓn tiÕp bëi c¶ c¸c bé ®Þnh tuyÕn cã hç trî vµ kh«ng hç trî RSVP tõng chÆng gi÷a nguån vµ ®Ých. VÝ dô khi b¶n tin ®−îc truyÒn qua mét vïng m¹ng kh«ng hç trî RSVP, b¶n tin LuËn v¨n cao häc - 51 - Tiªu Xu©n Hïng _______________________________________________________________ copy cña b¶n tin ®−êng ®i cã chøa ®Þa chØ bé ®Þnh tuyÕn RSVP cuèi cïng ®−îc chuyÓn ®i dùa trªn ®Þa chØ ®Ých cña nã. 3.4.2 RSVP trong m¹ng quang §èi víi m¹ng chuyÓn m¹ch gãi quang b¸o hiÖu t−¬ng tù nh− trong m¹ng IP truyÒn thèng v× c¶ hai m¹ng ®Òu sö dông ®iÒu khiÓn trong b¨ng. ChuyÓn m¹ch chïm quang OBS cung cÊp tÝnh n¨ng t−¬ng tù nh− chuyÓn m¹ch nh·n quang nh−ng chuyÓn m¹ch nh·n quang sö dông c¸c b−íc sãng m¹ng phô ®Ó vËn chuyÓn th«ng tin ®iÒu khiÓn, gi¶m ®é phøc t¹p ®ång bé ho¸ gi÷a tiªu ®Ò vµ tr−êng tin. Trong phÇn nµy ta xÐt b¸o hiÖu ®iÒu khiÓn trong m¹ng WDM cã kh¶ n¨ng t¸i cÊu h×nh vµ m¹ng chuyÓn m¹ch nh·n quang. H×nh 3-4 chØ ra mét vÝ dô m¹ng WDM thùc hiÖn RSVP quang: MÆt ph¼ng ®iÒu khiÓn ®−îc kÕt nèi víi nhau sö dông liªn kÕt Ethernet ®iÓm- ®iÓm. Topo kªnh d÷ liÖu vµ th«ng tin ®Þnh h−íng ®iÒu khiÓn kh¸c ®−îc vËn chuyÓn trªn kªnh ®iÒu khiÓn. Nh− vËy giao thøc qu¶n lý liªn kÕt LMP chÞu tr¸ch nhiÖm ¸nh x¹ sù t−¬ng quan ®Æc tÝnh gi÷a mÆt ph¼ng ®iÒu khiÓn vµ mÆt ph¼ng d÷ liÖu. H×nh 3-4: RSVP cho m¹ng quang WDM IGP WDM Switch Kªnh ®iÒu khiÓn WDM Switch WDM Switch WDM Switch WDM Switch Kªnh d÷ liÖu WDM Switch LuËn v¨n cao häc - 52 - Tiªu Xu©n Hïng _______________________________________________________________ Giao thøc b¸o hiÖu RSVP ®−îc thiÕt lËp hoÆc gi¶i phãng c¸c ®−êng chuyÓn m¹ch nh·n quang end-to-end. Node ë biªn khëi t¹o b¸o hiÖu RSVP cho thiÕt lËp LSP ®−îc lµ node h−íng vµo; node mµ kÕt thøc LSP ®−îc gäi lµ node h−íng ra. Trªn h×nh 3-4 liªn kÕt gi÷a c¸c node ®iÒu khiÓn ®−îc thÓ hiÖn b»ng nÐt m¶nh chØ ra r»ng ®ã lµ kªnh ®iÒu khiÓn vµ kh«ng dµnh cho liªn l¹c mÆt ph¼ng d÷ liÖu. C¸c deamon RSVP ®−îc cµi ®Æt t¹i mçi node ®iÒu khiÓn. Nh÷ng RSVP deamon liªn l¹c víi nhau nhê b¶n tin RSVP PATH (®−îc khëi t¹o bëi RSVP node h−íng vµo) vµ RSVP REVS (®−îc khëi t¹o bëi RSVP node h−íng ra). 3.4.3 KiÕn tróc triÓn khai RSVP H×nh 3-5 minh ho¹ kiÓu kiÕn tróc phÇn mÒm cña RSVP t¹i mçi node ®iÒu khiÓn. Mçi node ®iÒu khiÓn chøa mét RSVP deamon trong ®ã cã nh÷ng module ph©n mÒm nh− deamon giao thøc ®Þnh tuyÕn vµ giao thøc ®iÒu khiÓn chuyÓn m¹ch quang (OSCP). H×nh 3-5: KiÕn tróc phÇn mÒm RSVP path resvresv path OSCP OSCP RSVP API øng dông ng−êi dïng B¶ng ®Þnh tuyÕn RSVP Daemo Node h−íng vµo OSCP OSCP RSVP API B¶ng ®Þnh tuyÕn RSVP Daemo Node h−íng ra OSCP OSCP RSVP API B¶ng ®Þnh tuyÕn RSVP Daemo Node Trung gian LuËn v¨n cao häc - 53 - Tiªu Xu©n Hïng _______________________________________________________________ RSVP t¹i node h−íng vµo cung cÊp mét API gäi lµ RAPI (RSVP API) ®Ó cho phÐp t−¬ng t¸c gi÷a RSVP daemon vµ øng dông ng−êi dïng. B»ng c¸ch sö dông RAPI nµy mét øng dông ng−êi dïng cã thÓ khëi t¹o b¸o hiÖu RSVP ®Ó thiÕt lËp LSP gi÷a mét cÆp node h−íng vµo vµ h−íng ra víi sù trî gióp cña kü thuËt cÊp ph¸t vµ ph©n phèi nh·n dùa trªn MPLS. Khi b¸o hiÖu ®−îc khëi t¹o t¹i node h−íng vµo bëi øng dông ng−êi sö dông, RSVP daemon göi mét b¶n tin Path ®Õn mét RSVP daemon ë node ®iÒu khiÓn tiÕp theo. §Ó cã ®−êng ®i ®Õn node ®iÒu khiÓn tiÕp theo, nã tham kh¶o b¶ng ®Þnh tuyÕn cã s½n ®· s½n sµng bëi daemon ®Þnh tuyÕn ch¹y giao thøc OSPF. RSVP cßn hç trî ®inh tuyÕn, th«ng tin chi tiÕt vÒ ®−êng ®i ®−îc vËn chuyÓn trong c¸c gãi tin RSVP. Khi b¶n tin Path ®Õn t¹i node h−íng ra, nã t¹o ra mét b¶n tin RSVP truyÒn ng−îc l¹i node h−íng vµo däc theo ®−êng ®i ®· ®−îc ghi l¹i bëi b¶n tin Path. C¸c nh·n ®−îc cÊp ph¸t vµ ph©n phèi sau ®ã ®−îc göi tíi c¸c chuyÓn m¹ch quang tõ mçi node ®iÒu khiÓn th«ng qua OSCP. RSVP còng truy vÊn c¸c bé chuyÓn m¹ch quang th«ng tin vÒ phÇn cøng th«ng qua OSCP. Th«ng tin nµy ®−îc dïng ®Ó quyÕt ®Þnh c¬ chÕ cÊp ph¸t nh·n ®−îc sö dông t¹i mét node chuyÓn m¹ch nh·n cô thÓ. 3.4.4 B¶n tin RSVP trong m¹ng quang Chóng ta xÐt nh÷ng më réng b¶n tin cña giao thøc RSVP cho c¸c m¹ng quang. C¸c b¶n tin PATH vµ RESV cã thÓ ®−îc sö dông ®Ó trao ®æi th«ng tin chi tiÕt WDM vµ thiÕt lËp, gi¶i phãng c¸c lighpath. C¸c ®èi t−îng RSVP cã mét tiªu ®Ò chung 4 octet. Cã ba tr−êng trong tiªu ®Ò ®èi t−îng: Length (2 octet), Class-numbre (1 octet) vµ Class-type (1 octet). B¶n tin nh·n ®−êng ®i (Path label message): Trong c¸c chuyÓn m¹ch nh·n quang, dùa trªn kh¶ n¨ng trao ®æi nh·n cña cæng ®Çu ra, 2 lo¹i ®èi t−îng yªu cÇu nh·n (label request objects) sÏ ®−îc LuËn v¨n cao häc - 54 - Tiªu Xu©n Hïng _______________________________________________________________ sö dông: mét yªu cÇu nh·n víi gi¸ trÞ ®Ò xuÊt, mét yªu cÇu nh·n víi mét d¶i nh·n cã thÓ tån t¹i. 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 Length Class Numbre (21) ClassType (1) Label/Lambda Value (a) §èi t−îng nh·n yªu cÇu lo¹i 1 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 Length Class Numbre (21) ClassType (1) Minimum Label/Lambda Value Maximum Label/Lambda Value (b) §èi t−îng nh·n yªu cÇu lo¹i 2 H×nh 3-6: §Þnh d¹ng b¶n tin PATH ®èi t−îng yªu cÇu nh·n 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 Length Class Numbre (21) ClassType (3) ER Type Adress type Revered Port ID Wavelength (Channel/Label/Timeslot) ID .... (a) §èi t−îng nh·n yªu cÇu lo¹i 3 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 Length Class Numbre (21) ClassType (4) Free Wavelength (Channel/Label) ID .... (b) §èi t−îng nh·n yªu cÇu lo¹i 4 H×nh 3-7: §Þnh d¹ng b¶n tin PATH ®èi t−îng yªu cÇu nh·n cho thiÕt lËp ®−êng ®i vµ cÊp ph¸t b−íc sãng néi bé LuËn v¨n cao häc - 55 - Tiªu Xu©n Hïng _______________________________________________________________ H×nh 3-6 (a) vµ (b) minh ho¹ nh÷ng ®Þnh d¹ng cña hai ®èi t−îng nh·n nµy. §èi víi 2 lo¹i ®èi t−îng yªu cÇu nh·n nµy: tr−êng Length chØ ra kÝch th−íc cña ®èi t−îng; tr−êng Class numbre vµ Class type ®Ó ph©n biÖt c¸c ®èi t−îng kh¸c nhau. RSVP ®Þnh nghÜa 15 lo¹i ®èi t−îng kh¸c nhau. Mét ®Æc tr−ng ®¹i diÖn cña m« h×nh ngang hµng lµ ®Þnh tuyÕn explicit qua ®ã mét thùc thÓ ngang hµng bªn ngoµi cã thÓ yªu cÇu mét ®−êng ®i ®Þnh tuyÕn explicit qua mét vïng m¹ng. RSVP cã thÓ ®−îc dïng nh− lµ giao thøc b¸o hiÖu cho ®Þnh tuyÕn explicit. B¶n tin PATH trong MPLS ®Þnh nghÜa mét ®èi t−îng ®−êng ®i explicit (ERO) cã chøa mét tËp hîp c¸c chÆng ®Þnh tuyÕn ®»ng sau tiªu ®Ò ®èi t−îng chung. Mçi hop ®Þnh tuyÕn bao gåm mét lo¹i ®−êng ®i, mét ®Þa chØ IP, mét tiÒn tè ®−êng ®i. §èi víi c¸c m¹ng quang hoÆc GMPLS, h×nh 3-7 (a) chØ ra ®Þnh d¹ng lo¹i 3 cña class 21 ®Ó m· ho¸ th«ng tin ®−êng ®i explicit. Cuèi cïng mét b¶n tin PATH ®èi t−îng yªu cÇu nh·n sö dông cho ®−êng ®i sîi vµ cÊp ph¸t b−íc sãng néi bé ®−îc ®Þnh nghÜa. NÕu kh«ng cã c¸c thùc thÓ ®Þnh tuyÕn bªn ngoµi,®−êng ®i ®Þnh tuyÕn tõ giao thøc ®Þnh tuyÕn mÆc ®Þnh sÏ chØ r