Hình 1.22 : Cơ chế thiết lập kênh ảo điều khiển MPLS

 Chương 1: Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS

- ATM-LSR biên lối vào nhận gói có nhãn hoặc không nhãn, thực hiện việc

kiểm tra cơ sở dữ liệu chuyển tiếp FIB hay cơ sở dữ liệu chuyển tiếp nhãn LFIB và

tìm ra giá trị VPI/VCI đầu ra để sử dụng như nhãn lối ra. Các gói có nhãn được

phân chia thành các tế bào ATM và gửi đến ATM-LSR tiếp theo. Giá trị VPI/VCI

được gắn vào mào đầu của từng tế bào.

- Các nút ATM-LSR chuyển mạch tế bào theo giá trị VPI/VCI trong mào đầu

của tế bào theo cơ chế chuyển mạch ATM truyền thống. Cơ chế phân bổ và phân

phối nhãn phải bảo đảm việc chuyển đổi giá trị VPI/VCI nội vùng và ngoài vùng là

chính xác.

- ATM-LSR biên lối ra (khỏi miền ATM-LSR) tái tạo lại các gói có nhãn từ

các tế bào, thực hiện việc kiểm tra nhãn và chuyển tiếp tế bào đến LSR tiếp theo.

Việc kiểm tra nhãn dựa trên giá trị nhãn VPI/VCI của tế bào đến mà không dựa vào

nhãn trên đỉnh của ngăn xếp trong mào đầu nhãn MPLS bởi vì ATM-LSR giữa các

biên của miền ATM-LSR chỉ thay đổi giá trị VPI/VCI mà không thay đổi nhãn bên

trong các tế bào ATM. Lưu ý rằng nhãn đỉnh của ngăn xếp được lập giá trị bằng 0

bởi ATM-LSR biên lối vào trước khi gói có nhãn được phân chia thành các tế bào.

 Phân bổ và phân phối nhãn trong miền ATM-LSR:

Việc phân bổ và phân phối nhãn trong chế độ hoạt động này có thể sử dụng

cơ chế giống như trong chế độ hoạt động khung. Tuy nhiên nếu triển khai như vậy

sẽ dẫn đến một loạt các hạn chế bởi mỗi nhãn được gán qua giao diện LC-ATM

tương ứng với một ATM VC. Vì số lượng kênh VC qua giao diện ATM là hạn chế

nên cần giới hạn số lượng VC phân bổ qua LC-ATM ở mức thấp nhất. Để đảm bảo

được điều đó, các LSR phía sau sẽ đảm nhận trách nhiệm yêu cầu phân bổ và phân

phối nhãn qua giao diện LC-ATM. LSR phía sau cần nhãn đế gửi gói đến nút tiếp

theo phải yêu cầu nhãn từ LSR phía trước nó. Thông thường các nhãn được yêu cầu

dựa trên nội dung bảng định tuyến mà không dựa vào luồng dữ liệu, điều đó đòi hỏi

nhãn cho mỗi đích trong phạm vi của nút kế tiếp qua giao diện LC-ATM.

LSR phía trước có thể đơn giản phân bổ nhãn và trả lời yêu cầu cho LSR

phía sau với bản tin trả lời tương ứng. Trong một số trường hợp, LSR phía trước có

thể phải có khả năng kiểm tra địa chỉ lớp 3 (nếu nó không cõn nhãn phía trước yêu

cầu cho đích). Đối với tổng đài ATM, yêu cầu như vậy sẽ không được trả lời bởi chỉ

khi nào nó có nhãn được phân bổ cho đích phía trước thì nó mới trả lời yêu cầu.



 SVTH: Phạm Thanh Hải



Trang 24



GVHD: ThS. Đào Minh Hưng



 Chương 1: Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS

Nếu ATM-LSR không có nhãn phía trước đáp ứng yêu cầu của LSR phía ssau thì

nó sẽ yêu cầu nhãn từ LSR phía trước nó và chỉ trả lời khi đã nhận được nhãn từ

LSR phía trước nó. Hình 1.20 mô tả chi tiết quá rình phân bổ và phân phối nhãn

trong miền ATM-LSR.

 Hợp nhất VC:

Vấn đề hợp nhất VC (gán cùng VC cho các gói đến cùng đích) là một vấn đề

quan trọng cần giải quyết đối với các tổng đài ATM trong mạng MPLS. Để tối ưu

hóa quá trình gán nhãn ATM-LSR có thể sử dụng lại nhãn cho các gói đến cùng

đích. Tuy nhiên một vấn đề cần giải quyết là khi các gói đó xuất phát từ các nguồn

khác nhau (các LSR khác nhau) nếu sử dụng chung một giá trị VC cho đích thì sẽ

không có khả năng phân biệt gói nào thuộc luồng nào và LSR phía trước không có

khả năng tái tạo đúng các gói từ các tế bào. Vấn đề này được gọi là xen kẽ tế bào .

Để tránh trường hợp này, ATM-LSR phải yêu cầu LSR phía trước nó nhãn mới mỗi

khi LSR phía sau nó đòi hỏi nhãn đến bất cứ đích nào ngay cả trong trường hợp nó

đã có nhãn phân bổ cho đích đó. Một số tổng đài ATM với thay đổi nhỏ trong phần

cứng có thể đảm bảo được rằng hai luồng tế bào chiếm cùng một VC không bao giờ

xen kẽ nhau. Các tổng đài này sẽ tạm lưu các tế bào trong bộ đệm cho đến khi nhận

được tế bào có bit kết thúc khung trong mào đầu tế bào ATM. Sau đó toàn bộ các tế

bào này được truyền ra kênh VC. Như vậy bộ đệm trong các tổng đài này phải tăng

thêm và một vấn đề mới xuất hiện đó là độ trễ qua tổng đài tăng lên. Quá trình gửi

kế tiếp các tế bào kênh VC này được gọi là quá trình hợp nhất kênh ảo VC. Chức

năng hợp nhất kênh ảo VC này giảm tối đa số lượng nhãn phân bổ trong miền

ATM-LSR.

1.6.4. Hoạt động của MPLS khung trong mạng ATM-PVC

Việc thay đổi công nghệ mạng sẽ tác động rất nhiều mặt trong mạng đang

khai thác từ những vấn đề kỹ thuật ghép nối mạng, những giai đoạn chuyển đổi đến

quan niệm và cách thức vận hành khai thác của con người. Quá trình chuyển đổi

sang MPLS có thể thực hiện qua một số giai đoạn nhất định hoặc được triển khai

đồng loạt ngay từ đầu (đối với các nhà khai thác mới), tuy nhiên không thể tránh

khỏi việc phối hợp hoạt động hoặc chuyển tiếp thông tin MPLS qua các mạng

không phải MPLS.



 SVTH: Phạm Thanh Hải



Trang 25



GVHD: ThS. Đào Minh Hưng



 Chương 1: Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS

Như đã trình bày trong phần trên, MPLS có hai chế độ hoạt động cơ bản đó

là chế độ tế bào và chế độ khung. Đối với cơ sở hạ tầng mạng như FR hay ATMPVC rất khó triển khai chế độ hoạt động tế bào của MPLS. Thông thường chế độ

khung sẽ được sử dụng trong các môi trường như vậy để thực hiện kết nối MPLS

xuyên suốt qua mạng.

Trong một số điều kiện nhất định như trong giai đoạn chuyển dịch sang

mạng hoàn toàn IP+ATM (MPLS) hoặc chuyển mạch ATM chuyển tiếp không hỗ

trợ MPLS thì cần thiết phải sử dụng chế độ hoạt động khung qua mạng ATM PVC.

Cấu hình này hoàn toàn tốt, tuy nhiên nó cũng phải chịu một số vấn đề như khi sử

dụng IP qua ATM trong chế độ chuyển dịch (do số lượng lớn các VC).

Như vậy kết nối giữa hai LSR được thiết lập bằng kênh PVC xuyên suốt.

Các phiên LDP được thực hiện thông qua kết nối PVC này. Quá trình phân phối

nhãn được thực hiện theo kiểu phân phối nhãn chiều đi không yêu cầu. Cần lưu ý,

việc sử dụng MPLS qua mạng ATM-PVC yêu cầu tạo vỏ bằng AAL5SNAP trên

kênh PVC đó.



ATM

Switch

VPI 0/36



LSR biên

1



VPI 0/37



Kênh ATM PVC

ATM

Switch



ATM

Switch



LSR biên

2



Hình 1.23 : Kết nối MPLS qua mạng ATM-PVC



Việc sử dụng chế độ khung qua mạng ATM-PVC là rất cần thiết trong quá

trình chuyển dịch sang mạng đích MPLS.

1.6.5. Hoạt động của MPLS trong mặt phẳng chuyển tiếp.

FEC là một tập con các gói căn cứ theo một số thông tin trong header IP

được dùng bởi FIB. Một FEC được dùng thường dựa theo luật “longest prefix

match” trên địa chỉ IP đích. Ví dụ: các địa chỉ IP so trùng 16 bit đầu có dạng

“a.b.*.*” (trong đó * đại diện cho giá trị hợp lệ bất kỳ) được biểu diễn là “a.b/16”

cho entry FEC đầu tiên trong bảng FIB. FEC còn có thể căn cứ bổ sung theo các

trường khác trong header IP như ToS hay Diffserv. FIB sử dụng FEC để xác định ra



 SVTH: Phạm Thanh Hải



Trang 26



GVHD: ThS. Đào Minh Hưng



 Chương 1: Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS

giao tiếp đi đến hop kế cho các gói IP, cách thực hiện giống như các router thông

thường.



Hình 1.24 : Bên trong mặt phẳng chuyển tiếp MPLS



Cho các ví dụ từng hoạt động LFIB ở hình trên. Phần ILM (incoming label

map) của LFIB thao tác trên một gói có nhãn và ánh xạ một nhãn vào (incoming

label) tới một tập các entry NHLFE. ILM được thể hiện trong hình bởi các cột INIF và IN-LBL, nhưng cũng có thể là một bảng riêng rẽ cho một giao tiếp. FTN

(FEC-to-NHLFE) của FIB ánh xạ một FEC tới một tập hợp gồm một hoặc nhiều

NHLFE. Như ví dụ trong hình, nhãn A được gắn (push) lên các gói IP thuộc FEC

“d.e/16”. Lưu ý là ILM hoặc FTN có thể ánh xạ tới nhiều NHLFE tùy theo mục

đích, chẳng hạn để dùng trong cân bằng tải (load balancing).

1.6.6. Gỡ nhãn ở hop áp cuối (PHP)

Một tối ưu hóa quan trọng mà MPLS hỗ trợ là tránh việc tra cứu nhãn (label

lookup) phải xử lý ở egress-LER trong trường hợp một gói đi trên một LSP mà yêu

cầu tra cứu IP (IP lookup) tiếp ngay sau đó. Ở trong hình 1.24 trên, một gói đến có

nhãn A được gỡ nhãn (pop) và chuyển sang FIB để tra cứu tiếp trên header IP. Để

tránh việc xử lý phát sinh thêm này, MPLS định nghĩa một tiến trình gọi là gỡ nhãn

ở hop áp cuối PHP (penultimate hop popping), trong đó router áp cuối trên LSP sẽ

gỡ nhãn thay vì egress-LER phải làm việc đó. Nhờ vậy MPLS có thể cắt giảm được

việc xử lý ở router cuối cùng trên LSP.

1.6.7. Một ví dụ hoạt động chuyển tiếp gói



 SVTH: Phạm Thanh Hải



Trang 27



GVHD: ThS. Đào Minh Hưng