I. Lịch sử phát triển MPLS

không thể chấp nhận đươc. Nhu cầu thị trường cấp bách cho một mạng tốc độ

cao, giá thành thấp là tác nhân chủ yếu cho sự ra đời của một loạt các công nghệ

mới bao gồm MPLS.

Hiện nay, có rất nhiều công nghệ để xây dựng mạng IP, như IPOA (IP

qua ATM), IPOS (IP qua SDH/SONET), IP qua WDM và IP qua cáp quang.

Mỗi công nghệ có ưu điểm và nhược điểm nhất định. Công nghệ ATM được sử

dụng rộng rãi trên toàn cầu trong các mạng IP xương sống do tốc độ cao, chất

lượng dịch vụ QoS, điều khiển luồng và các đặc tính khác của nó mà các mạng

định tuyến truyền thống không có. Nó cũng được phát triển để hỗ trợ cho IP.

Hơn nữa, trong các trường hợp đòi hỏi thời gian thực cao, IPOA sẽ là sự lựa

chọn số một, do đó nghiên cứu về IPOA quan trọng hơn. MPLS thực sự là sự cải

tiến của công nghệ IPOA truyền thống.

IPOA truyền thống là một công nghệ lai ghép. Nó đặt IP (công nghệ lớp

thứ 3) trên ATM (công nghệ lớp thứ 2). Các giao thức của hai lớp là hoàn toàn

độc lập. Chúng được kết nối với nhau bằng một loạt các giao thức (như NHRP,

ARP, v.v..). Cách tiếp cận này hình thành tự nhiên và nó được sử dụng rộng rãi.

Khi xuất hiện sự bùng nổ lưu lượng mạng, phương thức này dẫn đến một loạt

các vấn đề cần giải quyết.

1. Thứ nhất, trong phương thức lai ghép, cần phải thiết lập các kết nối

PVC cho tất cả các nút nghĩa là để thiết lập mạng với tất cả các kết nối như được

biểu diễn trong Hình I -1. Điều này sẽ tạo ra hình vuông N. Khi thiết lập, duy

trì và ngắt kết nối giữa các nút, các mào đầu liên quan (như số kênh ảo, số lượng

thông tin điều khiển) sẽ chỉ thị về độ lớn của hình vuông N của số các nút. Khi

mạng mở rộng, mào đầu sẽ ngày càng lớn và tới mức không thể chấp nhận được.

2. Phương thức lai ghép phân chia toàn bộ mạng IPOA thành rất nhiều các

LIS (Mạng con IP Logic), thậm chí với các LIS trong cùng một mạng vật lý.

Các LIS được kết nối nhờ các bộ định tuyến trung gian được biểu diễn trong

Hình I -2. Cấu hình multicast giữa các LIS khác nhau trên một mặt và giữa các

bộ định tuyến này sẽ sẽ trở nên hạn chế khi luồng lưu lượng lớn. Cấu hình như

vậy chỉ áp dụng cho các mạng nhỏ như mạng doanh nghiệp, mạng trường sở,

3



v.v.. và không phù hợp với nhu cầu cho các mạng xương xống Internet trong

tương lai. Cả hai đều khó mở rộng.

3. Trong phương thức lai ghép, IPOA sẽ không thể đảm bảo về chất lượng

dịch vụ QoS.



Hình I-1 Sự mở rộng mạng IPOA.

Hình I-2 Nút cổ chai trong mạng IPOA.



4. Không phải tất cả mọi cân nhắc được đưa ra cho mỗi bên trong thiết kế

IP và ATM. Điều này tạo nên sự liên kết giữa chúng phụ thuộc vào một loạt các

giao thức phức tạp và các bộ định tuyến xử lý các giao thức này. Sự phức tạp sẽ

gây ra các hiệu ứng có hại đến độ tin cậy của các mạng xương sống.

4



Các công nghệ như MPOA, và LANE đang được hình thành để giải quết

các tồn tại này. Tuy nhiên các giải pháp đó không thể giải quyết được tất cả các

tồn tại. Trong khi ấy, nổi bật lên trên một loạt các công nghệ IPOA khác với

phương thức lai ghép là chuyển mạch nhãn theo phương thức tích hợp. Chúng

cung cấp giải pháp hợp lý để giải quyết những tồn tại này.

Chuyển mạch nhãn được hiểu là khải niệm chung cho tất cả các công

nghệ chuyển mạch nhãn hiện có. Những công nghệ này thực sự dựa trên những

cơ sở mà MPLS đã được hình thành.

Khái niệm chuyển mạch nhãn xuất phát từ quá trình nghiên cứu hai thiết

bị cơ bản trong mạng IP: tổng đài chuyển mạch và bộ định tuyến. Chúng ta có

thể thấy rằng chỉ xét trong các yếu tố tốc độ chuyển mạch, phương thức điều

khiển luồng, tỉ lệ giữa giá cả và chất lượng thì tổng đài chuyển mạch chắc chắn

tốt hơn nhiều so với bộ định tuyến. Tuy nhiên, các bộ định tuyến có các chức

năng định tuyến mềm dẻo mà tổng đài không thể so sánh được. Do đó chúng ta

không thể không nghĩ rằng chúng ta có thể có một thiết bị có khả năng điều

khiển luồng, tốc độ cao của tổng đài cũng như các chức năng định tuyến mềm

dẻo của bộ định tuyến. Đó là động cơ then chốt để phát triển chuyển mạch nhãn.

Nguyên tắc cơ bản của chuyển mạch nhãn là sử dụng một thiết bị tương tự

như bộ định tuyến để điều khiển thiết bị chuyển mạch phần cứng ATM, do vậy

công nghệ này có được tỉ lệ giữa giá thành và chất lượng có thể sánh được với

tổng đài. Nó cũng có thể hỗ trợ thậm chí rất nhiều chức năng định tuyến mới

mạnh hơn như định tuyến hiện v.v.. Công nghệ này do đó kết hợp một cách

hoàn hảo ưu điểm của các tổng đài chuyển mạch với ưu điểm của các bộ định

tuyến, và trở thành điểm nóng thu hút sự tập trung của ngành công nghiệp.

II.



Quá trình tiêu chuẩn hoá MPLS



MPLS phát triển cùng với sự phát triển của hàng loạt các công nghệ:

1. IP over ATM

Mặc dù các ứng dụng MPLS hoàn toàn không giới hạn với IPOA, sự cải

tiến IPOA đầu tiên sinh ra MPLS. Công việc tiêu chuẩn hoá ATM bắt đầu rất

sớm vào khoảng năm 1980, và ngay sau đó phạm vi ứng dụng của IP dẫn tới

5



việc nghiên cứu xem thi hành IP trên ATM như thế nào. Một vài nhóm làm việc

IETF đã giải quyết câu hỏi này, và đưa đến kết quả trong hai tài liệu RFC là

RFC 1483 và RFC 1577 vào năm 1993 và 1994.

RFC1483 mô tả cách đóng gói bản tin IP trong các tế bào ATM trong khi

RFC1577 định nghĩa CIPOA và ATMARP (ATM Address Resolution

Protocol).

CIPOA thiết kế ATM bằng công nghệ mạng con IP logic, máy chủ và các

bộ định tuyến IP đặt trong các LIS khác nhau tương ứng. Khi cả hai phần liên

lạc đều nằm trong cùng một LIS giống nhau, chúng có thể liên lạc trực tiếp. Nếu

không chúng không thể liên lạc trực tiếp với nhau và một hoặc một vài bộ định

tuyến trung gian cần thiết sẽ được sử dụng.

Vì những nhược điểm của CIPOA được đề cập ở trên, trong khi nó lại

được sử dụng rất rộng rãi, các nhà nghiên cứu đang làm việc để tìm kiếm một

công nghệ IPOA hiệu quả hơn.

2.



Toshiba's CSR



Toshiba đầu tiên định nghĩa mô hình chuyển mạch nhãn, công nghệ CSR

(Cell Switching Router). Mô hình này đầu tiên đề xuất ý kiến đặt cấu trúc

chuyển mạch ATM dưới sự điều khiển của giao thức IP (như giao thức định

tuyến IP và giao thức RSVP) mà không phải là giao thức ATM (Q.2931). Bởi

vậy mô hình này có thể loại trừ toàn bộ cuộc gọi báo hiệu ATM và việc xắp xếp

địa chỉ phức tạp. Và CSR đòi hỏi mạng CSR có thể chứa những tổng đài chuyển

mạch ATM và các tổng đài chuyển mạch CSR tại cùng một thời điểm. CSR có

thể thay thế các bộ định tuyến giữa một LIS trong CIPOA, do đó giải phóng nhu

cầu cho NHRP.

CSR xem như là công nghệ chuyển mạch nhãn đầu tiên được đệ trình tại

cuộc họp IETF BOF vào cuối năm 1994 và đầu năm 1995. Tuy nhiên, không có

những nghiên cứu chuyên sâu vào mô hình này. Định nghĩa của công nghệ này

không rõ ràng và hoàn chỉnh. Và các sản phẩm vật lý chưa có.



6