a Chuyển tiếp số liệu đối tượng sử dụng

Đồ án tốt nghiệp khoá 44







CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN – MPLS



Các lớp 1 và 2 của cổng vật lý đầu vào được kết cuối bởi khối LPF lối vào.



 Lớp 3 của LPF so sánh thông tin trong mào đầu (header) của gói IP với bảng

định tuyến prefix để tìm địa chỉ IP của cổng ra hay địa chỉ IP chặng tiếp theo. Sự so

sánh này sử dụng thuật toán trích từ RFC 1812 và áp dụng cho cả prefix dài nhất.

 Trong trường hợp xác định được cổng ra của mạng, lớp 3 của LPF biên lối vào

so sánh địa chỉ IP của mạng với địa chỉ IP chặng tiếp theo.



Port).



Lớp 3 so sánh địa chỉ IP chặng tiếp theo với cổng ảo lối ra (egress Virtual



 Nhãn cổng ảo lối ra và địa chỉ IP chặng tiếp theo được gắn theo gói IP và

chuyển đến khối chức năng chuyển mạch.

 Khối chức năng chuyển mạch sử dụng nhãn cổng ảo đầu ra để chuyển tiếp gói

IP tới LPF.

 LPF biên của cổng vật lý MPLS so sánh các thông tin mào đầu IP chặng tiếp

theo với FEC (lớp chuyển tiếp tương đương - Forwarding Equivalence Class) của

bảng chuyển tiếp để tìm nhãn đầu ra.

 Các nhãn đầu ra được gắn với gói và MPLS PDU được chuyển xuống lớp thấp

hơn trong mô hình giao thức.





Các lớp 1 và 2 của cổng vật lý đầu ra được khởi tạo bởi khối LPF lối ra.



Chú ý: Nếu không tồn tại kết nôi lớp 2 tại cổng lối ra "non - MPLS" cho địa chỉ

IP chặng tiếp theo, chức năng điều khiển tải tin BCF tự động sẽ thiết lập kết nối lớp 2

tại cổng vật lý lối ra. Sự tồn tại của kết nối lớp 2 xuất phát từ nhu cầu xem xét bảng

ARP - Address Resolution Protocol. Đối với trường hợp cổng Ethernet, bảng ARP bao

gồm việc chuyển đổi giữa địa chỉ IP và MAC/ địa chỉ phần cứng của các nút trên cùng

một Ethernet segment.

1.c LSR lõi





Một MPLS PDU đến cổng vật lý của bộ định tuyến chuyển mạch nhãn LSR



lõi.

 Các lớp 1 và 2 của cổng vật lý lối vào được kết cuối bởi khối chức năng cổng

logic LPF.

 Lớp 2 của LPF so sánh thông tin nhãn của MPLS PDU với nhãn vào trong

bảng chuyển tiếp để tìm nhãn cổng ảo lối ra và nhãn ra..



Nguyễn Văn Dũng CĐ 1A - K44



- 104 -



Đồ án tốt nghiệp khoá 44



CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN – MPLS



 Nhãn ra được viết đè lên nhãn vào và nhãn cổng ảo được gắn vào MPLS PDU

sau đó được gửi tới khối chức năng chuyển mạch.

 Khối chức năng chuyển mạch sử dụng nhãn cổng ảo lối ra để chuyển tiếp gói

MPLS PDU tới LPF lối ra.





Các lớp 1và 2 của cổng vật lý lối ra được khởi tạo bởi khối LPF lối ra.



d Cập nhật định tuyến động, liên kết nhãn và các bản tin ICMP trong LSR biên

và LSR lõi

Phần này mô tả nội dung chủ yếu của quá trình cập nhật động các thông tin định

tuyến. Định tuyến động thường được sử dụng để bắt đầu thiết lập phạm vi hoạt động

trong mạng IP. Cập nhật thông tin định tuyến động cũng được sử dụng để xác định các

tuyến mới khi thay đổi mô hình mạng hiện hành. Phần này là đặc điểm chung trong

định tuyến IGP (Interior Gateway Protocol) hoặc EGP (Exterior Gateway Protocol).

Đặc biệt liên quan đến MPLS là việc gán nhãn cho FEC.

 Một gói IP, với các thông tin định tuyến, gán nhãn hay các bản tin ICMP được

truyền đến cổng vật lý của bộ định tuyến IP.

 LPF lối vào so sánh thông tin mào đầu của gói IP (MPLS biên) hoặc nhãn

(MPLS lõi) với prefix hoặc nhãn của bảng chuyển tiếp để tìm nhãn cổng ra ảo.

Chú ý: Tất cả các gói có prefix phù hợp bằng một trong các địa chỉ IP của router

được chuyển tiếp đến cổng vật lý kết nối với khối PRCC (các thành phần điều khiển

router vật lý). Tất cả các gói tương ứng với giao thức định tuyến nội hạt hoặc các bản

tin ICMP cũng được chuyển tiếp. Điều đó khẳng định việc so sánh tại LPF không chỉ

riêng địa chỉ IP.

 Nhãn cổng ảo được gắn vào gói IP và chuyển đến khối chức năng chuyển

mạch.

 Khối chức năng chuyển mạch sử dụng thông tin trên nhãn cổng ảo để chuyển

tiếp gói IP đến LPF lối ra trên cổng vật lý kết nối đến thành phần điều khiển.





Các lớp 1 và 2 của cổng vật lý lối ra được khởi tạo bằng LPF.



Chú ý: Sự chuyển đổi tải tin cần thiết để chuyển tiếp thành công lưu lượng định

tuyến đến phần điều khiển LSR vật lý được thiết lập thông qua quản lý phù hợp với

từng giao diện ngoài trong LSR.

 Khối NSICF và /hoặc khối chức năng điều khiển tải tin biên dịch thông tin

định tuyến cập nhật. Điều đó dẫn đến khả năng thay đổi bảng định tuyến trong LSR.



Nguyễn Văn Dũng CĐ 1A - K44



- 105 -



Đồ án tốt nghiệp khoá 44



CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN – MPLS



Thông tin định tuyến ngoài AS cung cấp qua điểm tham chiếu ix sẽ bị kiểm duyệt tuỳ

thuộc chính sách được cài đặt trong SGF.

 Trong trường hợp thay đổi bản định tuyến, chức năng điều khiển tải tin cập

nhật liên kết nhãn liên quan đến FEC để thay đổi mô hình và chuyển tiếp chúng đến

cổng logic có liên quan.

Ngoài ra, trong trường hợp thay đổi bản định tuyến, khối chức năng điều khiển tải

tin chỉ dẫn khối chức năng điều khiển chuyển mạch ảo để thay đổi sự chuyển đổi prefix

địa chỉ IP (MPLS biên) hoặc nhãn (MPLS lõi) thành các nhãn cổng ảo chứa trong bảng

chuyển tiếp phản ánh trạng thái mới của mạng.

IV.1.2.1.2. IP truyền thống

Trong phần này trình bày các ứng dụng của cấu trúc MSF của các IPv4 Router

ứng với chức năng chuyển tiếp IP như được định nghĩa trong RFC 1812. Các mô tả này

bao gồm các giao diện: Ethernet, N-ISDN và ATM. Các mô tả này không trình bày đầy

đủ về dịch vụ Internet, hay về bất cứ một dịch vụ IP VPN nào cũng như các dịch vụ

QoS.

Cấu trúc được đề cập đến trong ví dụ này có mục đích là tách riêng hai phần của

hệ thống là định tuyến logic IP và chuyển tiếp IP, điều đó tạo điều kiện cho việc thiết

lập chuyên môn hoá và cho phép mở rộng các phần tử một cách độc lập. Tại cùng một

thời điểm, việc chia làm hai phần tử vật lý cho phép thu nhỏ từng phần tử và vì vậy

giảm thiểu số lượng giao diện mở cần thiết.

Giao diện mở giữa thiết bị điều khiển Router vật lý và thiết bị chuyển tiếp Router

vật lý được chia nhỏ thành 5 loại thông tin theo sau là các ký hiệu tương ứng với điểm

tham chiếu trên mô hình chức năng là: ic, ia, np, vsc và sp.

Lớp liên kết giữa các mạng phối hợp hoạt động định tuyến IP (BGP4) trong mô hình

vật lý này được triển khai qua điểm tham chiếu ia. Lớp liên kết trong mạng phối hợp

hoạt động định tuyến (ví dụ như OSPF, IS-IS) trong mô hình này được triển khai qua

điểm tham chiếu ic.

Khía cạnh quan trọng của mô hình vật lý của một IP Router là tự quản lý

(autonomy) chức năng điều khiển kênh tải tin (BCF-Bearer Control Function) đối với

mỗi cổng vật lý. Việc tự quản lý này là kết quả của yêu cầu tính độc lập của lớp mạng

(IP) với các lớp liên kết ở phía dưới (Ethernet, ATM, SDH/SONET..) Mỗi cổng vật lý

sử dụng chức năng điều khiển kênh mang BCF tương ứng với lớp liên kết của cổng đó.

Một số giao thức trao đổi thông tin qua điểm tham chiếu ic vì vậy phụ thuộc vào việc

chọn công nghệ lớp liên kết của mỗi cổng vật lý. Còn đối với giao thức tại điểm tham

Nguyễn Văn Dũng CĐ 1A - K44



- 106 -



Đồ án tốt nghiệp khoá 44



CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN – MPLS



chiếu ic, các đầu cuối lựa chọn lớp liên kết cho cổng vật lý. Đối với ATM phía đầu

cuối sử dụng AF UNI, đối với Ethernet là ARP theo tiêu chuẩn IETF RFC 1122 “ Các

yêu cầu đối với máy chủ Internet-lớp truyền thông”.

Physical Router Control Component

Network Service Instance Control

Function

ia



bc



ia



L3 Bearer

Control Function

ic



bs



ic



Virtual Switch Control

Function

VSC

Port

Port

SCI

Port

Port



VSC



L2 Bearer

Control

Function

ic(L2)

ia

ic(L3)

Ethernet



L2 Bearer

Control

Function



Logical Port

Function

Physical Port

Physical Port



Logical Port

Function

Virtual Switch

Function



sp



sp



Physical Port

Physical Port



ic(L2)

ia

ic(L3)

ATM UNI



Physical Router Forwarding Component



Hình IV-6: Định tuyến IP truyền thống

Điểm tham chiếu sp được sử dụng để đặt cấu hình chuyển tiếp thông tin đối với

mỗi cổng logic. Các thông tin này thay đổi theo trạng thái của kênh hoặc trạng thái của

router trong mạng.

Điểm tham chiếu bc được sử dụng để truyền thông tin định tuyến EGP (Exterior

Gateway Protocol) từ khối chức năng điều khiển dịch vụ mạng (NSICF – Network

Service Instance Control Function) tới khối chức năng điều khiển kênh tải tin BCF

nằm trong thiết bị điều khiển Router vật lý. Các thông tin này sẽ thay đổi khi mạng

khác kết nối tới thay đổi hoặc cổng của mạng có chứa Router này thay đổi. BCF sử

Nguyễn Văn Dũng CĐ 1A - K44



- 107 -



Đồ án tốt nghiệp khoá 44



CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN – MPLS



dụng điểm tham chiếu bs để truy cập tới điểm tham chiếu sp và vsc thông qua chức

năng điều khiển chuyển mạch ảo VSCF (Virtual Switch Control Function) để tác động

đến bảng chuyển tiếp trong khối chức năng cổng logic LPF (Logical Port Function).

Chức năng chuyển mạch (là một phần của chức năng chuyển mạch ảo) trong mô hình

này hoạt động dựa trên các cổng ảo được cấu hình trong bảng chuyển tiếp của mỗi

cổng logic. Chức năng này yêu cầu phải thiết lập trước các kết nối hình lưới giữa tất cả

các cổng logic trong bảng. Chức năng điều khiển chuyển mạch ảo VSCF và điểm tham

chiếu vsc được sử dụng để duy trì lưới kết nối của tất cả các chức năng cổng logic

(LPF) trong bảng.

a. Chuyển tiếp dữ liệu người sử dụng

Sau đây chúng ta đề cập đến bản chất quá trình chuyển tiếp lưu lượng. Chúng ta

giả sử rằng kết nối trong mạng IP đã được thiết lập trước khi thực hiện chuyển tiếp lưu

lượng.





Một gói tin IP tới cổng vật lý của IP Router.







Lớp 1 và lớp 2 của cổng vật lý lối vào được kết cuối bởi LPF (Xem lưu ý 1).



 Lớp 3 của chức năng cổng logic LPF lối vào sẽ so sánh thông tin mào đầu của

gói IP với bảng mã đầu (prefix) chuyển tiếp để xác định cổng ra của mạng hoặc địa chỉ

IP của nút mạng tiếp theo. Quá trình so sánh sử dụng thuật toán trình bày trong RFC

1812 và bao hàm cả so sánh chiều dài mã (prefix) dài nhất.

 Trong trường hợp so sánh xác định được cổng ra của mạng, thì lớp 3 của chức

năng cổng logic LPF lối vào sẽ so sánh cổng ra của mạng với bảng mã chuyển tiếp để

xác định địa chỉ IP của nút mạng tiếp theo.

 Lớp 3 của chức năng cổng logic LPF lối vào sẽ so sánh địa chỉ IP của nút tiếp

theo với cổng ảo lối ra.

 Địa chỉ IP của nút tiếp theo và nhãn của cổng ảo lối ra sẽ được truyền đi trong

gói tin IP tới VSF.





VSF sử dụng nhãn của cổng ảo này để truyền các gói IP LPF lối ra.







Lớp 1 và lớp 2 của cổng vật lý lối ra được kết cuối bởi LPF.



 LPF lối ra sẽ so sánh địa chỉ IP nút tiếp theo với địa chỉ lớp 2 cho nút tiếp theo.

Lớp 2 có thể là một trong rất nhiều loại khác khau. Cổng logic thực hiện việc chuyển

đổi giữa địa chỉ IP và giao thức L2. Trong trường hợp cổng Ethernet (hoặc mô phỏng

LAN), giao thức ARP (Address Resolution Protocol) sẽ thực hiện việc chuyển đổi giữa

địa chỉ IP và địa chỉ MAC trong mạng con (subnet) truyền thông quảng bá. Trong

Nguyễn Văn Dũng CĐ 1A - K44



- 108 -



Đồ án tốt nghiệp khoá 44



CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN – MPLS



trường hợp truyền thông không quảng bá đa truy nhập mạng con (FR, ATM và MPLS)

việc chuyển đổi này được thực hiện thông qua việc đặt cấu hình nhân công, ARP hoặc

LDP.

Lưu ý 1: Lớp 1 và 2 điều khiển mỗi cổng vật lý hoạt động hoàn toàn độc lập với nhau.

Tính độc lập của mỗi cổng là một đặc điểm của các IP Router.

b. Cập nhật định tuyến động và các bản tin ICMP

Sau đây chúng ta sẽ mô tả bản chất của quá trình cập nhật động các thông tin định

tuyến và xử lý các bản tin ICMP. Định tuyến động thường được sử dụng để thiết lập

các kết nối trong mạng IP. Định tuyến động cũng được sử dụng để duy trì kết nối hiện

có khi cấu trúc mạng thay đổi. Trong trường hợp này định tuyến động mà

chúng ta đề cập đến là định tuyến IGP (Interior Gateway Protocol) hoặc định tuyến

EGP (Exterior Gateway Protocol). Các bản tin ICMP thường được sử dụng để chuẩn

đoán các lỗi mạng.





Một gói tin dành cho IP Router đến cổng vật lý của IP Router.







Lớp 1 và lớp 2 của cổng vật lý lối vào được kết thúc bởi LPF.



 Lớp 3 của chức năng cổng logic LPF lối vào sẽ so sánh địa chỉ IP của gói tin

với địa chỉ IP của Router.

 Nhãn của cổng ảo lối ra chỉ đến thiết bị điều khiển Router vật lý được truyền

tới VSF trong các gói tin IP. VSF sử dụng nhãn cổng ảo này để truyền các gói tin IP

đến chức năng cổng logic LPF trên các cổng vật lý kết nối với thiết bị điều khiển

Router vật lý. Lớp 2 sẽ thực hiện các chuyển đổi cần thiết để truyền các gói tin tới các

chức năng tương ứng được xác định trong phần quản lý.

 LPF trong thiết bị chuyển tiếp Router vật lý là điểm khởi đầu của lớp 1 và lớp

2 của cổng vật lý lối ra.

 Chức năng cổng logic lối vào của thiết bị điều khiển Router vật lý là điềm kết

thúc của các lớp từ 1 đến 4 của các gói tin đến để xác định chức năng bên trong nào sẽ

nhận gói tin đó. Trong mô hình vật lý này, thiết bị điều khiển Router vật lý sẽ thực hiện

chức năng xử lý thông tin định tuyến cũng như các thông tin hỗ trợ khác.

 NSICF hoặc BCF sẽ dịch các thông tin cập nhật định tuyến hoặc các bản tin

ICMP. Quá trình này sẽ sửa đổi thông tin chuyển tiếp của thiết bị chuyển tiếp Router

vật lý hoặc đáp ứng lại bản tin ICMP.

 Trong trường hợp sửa đổi bảng chuyển tiếp trong nội bộ mạng, BCF thông qua

VSCF chỉ thị cho LPF sửa đổi bảng chuyển đổi từ địa chỉ IP thành nhãn cổng ảo và địa

Nguyễn Văn Dũng CĐ 1A - K44



- 109 -