Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.34 MB, 118 trang )
Chương 3: Kỹ thuật lưu lượng trong MPLS
- Trung kế lưu lượng là đơn hướng.
3.2.2. Đồ hình nghiệm suy (Induced Graph)
Đồ hình nghiệm suy gần giống như topology ảo trong mô hình chồng phủ.
Nó được ánh xạ trên mạng vật lý thông qua việc lựa chọn các LSP cho các trung kế
lưu lượng.
Một đồ hình nghiệm suy gồm một nhóm các nút LSR được kết nối luận lý
với nhau bằng các LSP. Khái niệm này rất quan trọng vì bài toán quản lý băng
thông cơ bản trong một miền MPLS đặt ra chính là làm thế nào để ánh xạ hiệu quả
đồ hình nghiệm suy lên trên topology mạng vật lý. Đồ hình nghiệm suy được công
thức hóa như sau:
Đặt G = (V, E, C) là một đồ hình mô tả topology vật lý của mạng. Trong đó,
V là tập hợp các nút mạng, E là tập hợp các đường link, C là tập hợp các khả năng
và ràng buộc cho E và V. Ta coi G là topology cơ sở.
Đặt H = (U, F, D) là đồ hình MPLS nghiệm suy, trong đó U là tập con thuộc
V gồm một nhóm LSR tại các đầu của LSP. F là tập hợp các LSP. Tham số D là tập
hợp các yêu cầu và chế tài cho F. Như vậy, H là một đồ hình trực tiếp và phụ thuộc
vào các đặc tính chuyển tải của G.
3.2.3. Bài toán cơ bản của kỹ thuật lưu lượng trên MPLS
Có ba vấn đề cơ bản liên quan đến kỹ thuật lưu lượng trên MPLS là:
- Ánh xạ các gói lên các lớp chuyển tiếp tương đương (FEC).
- Ánh xạ các FEC lên các trung kế lưu lượng (traffic trunk).
- Ánh xạ các trung kế lưu lượng lên topology mạng vật lý thông qua các
LSP.
Các phần sau của chương sẽ tập trung vào vấn đề thứ ba, tức là tính toán
đường đi tốt nhất qua mạng cho các trung kế lưu lượng sao cho mạng hoạt động
hiệu quả và tin cậy. Đây chính là bài toán ánh xạ đồ hình nghiệm suy H lên
topology mạng cơ sở G.
3.3. Trung kế lưu lượng và các thuộc tính
Để xây dựng và duy trì trung kế lưu lượng, người ta tìm cách mô hình hóa nó
bằng các tham số. Một thuộc tính là một tham số được gán và có ảnh hưởng đến các
đặc trưng hành vi của trung kế lưu lượng. Các thuộc tính có thể được gán cụ thể
thông qua hành động quản trị hoặc được gán ngầm ẩn bởi các giao thức bên dưới
SVTH: Phạm Thanh Hải
Trang 74
GVHD: ThS. Đào Minh Hưng
Chương 3: Kỹ thuật lưu lượng trong MPLS
khi các gói được phân loại và ánh xạ vào FEC tại lối vào miền MPLS. Thực tế, một
trung kế lưu lượng có thể đặc trưng hóa bởi:
- Ingress-LSR và egress-LSR của trung kế lưu lượng
- Tập các FEC được ánh xạ vào trung kế lưu lượng
- Một tập các thuộc tính nhằm xác định các đặc trưng hành vi của trung kế.
Hai vấn đề cơ bản có ý nghĩa đặc biệt là: (1) Tham số hóa các trung kế lưu
lượng và (2) những quy luật sắp đặt và duy trì đường dẫn cho các trung kế lưu
lượng.
3.3.1 Các hoạt động cơ bản trên trung kế lưu lượng
Các hoạt động cơ bản trên trung kế lưu lượng là các tiến trình khác nhau xảy
ra trong thời gian sống của một trung kế lưu lượng:
- Establish : Tạo ra một trung kế lưu lượng bằng cách quyết định một LSP,
gán các nhãn MPLS và quan trọng nhất là gán tài nguyên cho trung kế đó.
- Activate : Làm cho trung kế lưu lượng bắt đầu chuyển dữ liệu bằng cách
dùng một số chức năng định tuyến để đưa lưu lượng vào trung kế.
- Deactivate : Làm cho trung kế lưu lượng ngưng chuyển dữ liệu cũng bằng
cách dùng một chức năng định tuyến để dừng việc đưa lưu lượng vào trung kế.
- Modify Attributes : Thay đổi các đặc trưng của trung kế lưu lượng, chẳng
hạn như băng thông khả dụng.
- Reroute : Chọn một đường mới cho trung kế lưu lượng (thường là do một
số sự cố trong mạng hoặc khi khôi phục xong sự cố).
- Destroy : Loại bỏ hoàn toàn một trung kế lưu lượng khỏi mạng và thu hồi
tất cả các tài nguyên đã cấp phát cho nó.
3.3.2. Thuộc tính tham số lưu lượng (Traffic Parameter)
Thuộc tính tham số lưu lượng đặc tả băng thông đòi hỏi bởi trung kế lưu
lượng cùng với các đặc trưng lưu lượng khác như tốc độ đỉnh, tốc độ trung bình,
kích thước bùng phát cho phép, v.v... Dưới góc độ kỹ thuật lưu lượng, các tham số
lưu lượng rất quan trọng vì chúng chỉ thị các yêu cầu về tài nguyên của trung kế lưu
lượng.
SVTH: Phạm Thanh Hải
Trang 75
GVHD: ThS. Đào Minh Hưng
Chương 3: Kỹ thuật lưu lượng trong MPLS
3.3.3. Thuộc tính lựa chọn và quản lý đường (chính sách chọn
đường)
Là các tiêu chuẩn lựa chọn và duy trì đường dẫn cho trung kế lưu lượng. Con
đường thực sự được chọn xuyên qua mạng có thể được cấu hình tĩnh bởi nhà điều
hành hoặc được gán động do mạng dựa vào các thông tin từ IGP (như IS-IS hoặc
OSPF). Các thuộc tính cơ bản và các đặc trưng hành vi liên quan đến chọn đường
và quản lý đường cho trung kế lưu lượng được mô tả sau đây:
3.3.3.1. Đường tường minh đặc tả quản trị
Đường tường minh đặc tả quản trị cho một trung kế lưu lượng được cấu hình
bởi nhà điều hành. Một đường gọi là đặc tả toàn bộ nếu chỉ ra tất cả các hop yêu cầu
giữa hai endpoint. Đặc tả một phần là nếu chỉ có một tập con các hop trung gian
được chỉ thị. Thuộc tính "path preference rule" là một biến nhị phân chỉ thị đường
tường minh được cấu hình là bắt buộc hay không bắt buộc.
3.3.3.2. Phân cấp các luật ưu tiên cho đa đường
Trong một số hoàn cảnh thực tế, khả năng chỉ định một tập hợp các đường
tường minh đề cử cho một trung kế lưu lượng và định nghĩa phân cấp các quan hệ
ưu tiên giữa các đường. Khi thiết lập đường, các luật ưu tiên được áp dụng để chọn
ra đường thích hợp từ danh sách đề cử. Trong các tình huống sự cố thì các luật ưu
tiên này cũng được dùng để chọn một đường thay thế từ danh sách đề cử.
3.3.3.3. Thuộc tính Affinity lớp tài nguyên (Resource
Class Affinity)
Thuộc tính này cho phép operator áp đặt các chính sách chọn đường bằng
việc bao gồm hay loại trừ một số link nào đó. Mỗi link được gán một thuộc tính lớp
tài nguyên (Resource-Class). Thuộc tính Affinity lớp tài nguyên có dạng chuỗi bit
như sau:
Affinity(32-bit), Mask(32-bit)
Mặt nạ lớp tài nguyên chỉ thị các bit nào trong lớp tài nguyên cần được kiểm
tra. Link được bao hàm khi chọn đường nếu chuỗi Affinity trùng với ResourceClass sau khi cùng thực hiện phép AND với mặt nạ. Giá trị default của mặt nạ là
0x0000FFFF.
SVTH: Phạm Thanh Hải
Trang 76
GVHD: ThS. Đào Minh Hưng
Chương 3: Kỹ thuật lưu lượng trong MPLS
3.3.3.4. Thuộc tính thích ứng (Adaptivity)
Trong nhiều tình huống cần thiết phải thay đổi động các đường dẫn của trung
kế lưu lượng để đáp ứng với việc thay đổi trạng thái mạng (chủ yếu thay đổi tài
nguyên khả dụng). Quá trình này được gọi là tái tối ưu hóa (re-optimization). Thuộc
tính thích ứng cho biết một trung kế lưu lượng được phép tái tối ưu hóa hay không.
Nếu tái tối ưu hóa bị cấm thì trung kế lưu lượng coi như được “ghim” vào đường đã
thiết lập của nó và không thể tái định tuyến (re-route) khi có thay đổi trạng thái
mạng.
3.3.3.5. Phân phối tải qua nhiều trung kế song song
Khi lưu lượng thu gom giữa hai nút quá lớn không thể tải hết trên một
đường, MPLS có thể tạo ra nhiều trung kế lưu lượng giữa hai nút sao cho mỗi trung
kế chuyển một phần của lưu lượng thu gom. Khi đó cần có một số thuộc tính cho
biết tỉ lệ tương đối của lưu lượng được mang bởi mỗi trung kế. Các giao thức bên
dưới sẽ ánh xạ tải lên các trung kế lưu lượng theo các tỉ lệ được cho.
3.3.4. Thuộc tính ưu tiên / lấn chiếm (Priority/Preemption)
Thuộc tính ưu tiên có 8 mức (giảm dần từ 0 đến 7) xác định thứ tự thực hiện
chọn đường cho các trung kế lưu lượng. Độ ưu tiên cũng rất quan trọng khi triển
khai cơ chế lấn chiếm (preemption) vì nó có ảnh hưởng đến thứ tự thiên vị.
Mỗi trung kế lưu lượng được gán một giá trị ưu tiên thiết lập (setup priority)
và một giá trị ưu tiên cầm giữ (holding priority). Khi thiết lập trung kế mới hoặc tái
định tuyến, một trung kế có độ ưu tiên thiết lập cao sẽ chèn lấn một trung kế khác
có độ ưu tiên cầm giữ thấp hơn “bật” ra khỏi đường nếu chúng cạnh tranh tài
nguyên. Ngược lại, việc thiết lập một trung kế mới có thể thất bại nếu băng thông
mà nó yêu cầu đang bị chiếm giữ bởi các trung kế khác có độ ưu tiên cầm giữ cao
hơn.
3.3.5. Thuộc tính đàn hồi (Resilience)
Thuộc tính đàn hồi xác định hành vi của trung kế lưu lượng trong tình huống
xảy ra sự cố theo các cơ chế sau:
- Không tái định tuyến trung kế lưu lượng.
- Tái định tuyến qua một đường khả thi có đủ tài nguyên.
- Tái định tuyến qua đường khả dụng bất kỳ bất chấp các ràng buộc tài
nguyên.
SVTH: Phạm Thanh Hải
Trang 77
GVHD: ThS. Đào Minh Hưng
Chương 3: Kỹ thuật lưu lượng trong MPLS
- Tổ hợp của các cơ chế nói trên.
3.3.6. Thuộc tính khống chế (Policing)
Thuộc tính khống chế xác định những hoạt động được thực hiện khi một
trung kế lưu lượng không tuân thủ mức dịch vụ đã đặc tả ở các tham số lưu lượng.
Nó cho biết cách xử lý đối với lượng traffic vượt mức dịch vụ (ví dụ hủy gói hay
truyền theo kiểu best-effort). Nói chung, nên luôn luôn khống chế ở lối vào của
mạng để cưỡng bức tuân thủ các hợp đồng mức dịch vụ và giảm thiểu việc khống
chế bên trong lõi mạng.
3.4. Các thuộc tính tài nguyên
3.4.1. Bộ nhân cấp phát cực đại (maximum allocation multiplier)
Là lượng băng thông dự trữ khả dụng tối đa của một link có thể cấp phát ứng
với từng mức ưu tiên thiết lập (setup priority) của các trung kế lưu lượng.
Hình 3.8 : Một ví dụ băng thông dự trữ cho từng mức ưu tiên
3.4.2 Lớp tài nguyên (Resource Class)
Thuộc tính lớp tài nguyên của một link là một chuỗi 32 bit được dùng kết
hợp với thuộc tính Affinity của trung kế lưu lượng để bao gồm hay loại trừ các link
nào đó trên đường của trung kế. Hình dưới đây là một ví dụ Affinity và lớp tài
nguyên 4 bit để tránh một link được đặc tả.
SVTH: Phạm Thanh Hải
Trang 78
GVHD: ThS. Đào Minh Hưng
Chương 3: Kỹ thuật lưu lượng trong MPLS
Hình 3.9 : Minh họa cách dùng bit Affinity và Resource-Class
3.4.3. TE Metric
Mỗi link có một cost hoặc metric để tính toán định tuyến trong hoạt động của
IGP. TE metric là một trọng số quản trị được gán cho các link để tính toán LSP cho
các trung kế lưu lượng. Giá trị TE metric mặc định là bằng IGP cost của link.
Router đầu nguồn (head-end) sử dụng các TE metric để định tuyến cưỡng bức.
3.5. Tính toán đường cưỡng bức
3.5.1. Quảng bá các thuộc tính của link
Router tại đầu nguồn (head-end) của một trung kế phải nắm được thông tin
thuộc tính tài nguyên của tất cả các link trong mạng để tính toán đường LSP. Điều
này chỉ có thể đạt được bằng cách sử dụng các giao thức định tuyến Link-State (như
IS-IS hay OSPF) vì chỉ có kiểu giao thức này mới quảng bá thông tin về tất cả các
link đến tất cả các router. Vì vậy, OSPF và IS-IS được mở rộng để hỗ trợ MPLSTE:
•
IS-IS có các trường Type-Length-Value mới (kiểu 22 TLV) để đính
kèm các thông tin này trong các thông cáo PDU Link-State của nó.
•
OSPF có các định nghĩa thông cáo Link-State mới (kiểu 10 LSA).
Một khi router đầu nguồn nhận được các thông cáo này thì nó không chỉ biết
được topology mạng mà còn biết được các thông tin tài nguyên khả dụng của từng
link. Điều này rất cần thiết để tính toán các đường thỏa mãn các đòi hỏi của trung
kế lưu lượng.
Các giao thức IGP sẽ quảng bá các thuộc tính tài nguyên khi dưới các điều
kiện hoặc sự kiện nào đó như:
•
Khi link thay đổi trạng thái (ví dụ up, down…)
SVTH: Phạm Thanh Hải
Trang 79
GVHD: ThS. Đào Minh Hưng