CHƯƠNG 5: CƠ SỞ CHUYỂN MẠCH NHÃN Chương này giới thiệu các khái niệm cơ bản của chuyển mạch nhãn. Lớp chức năng tương đương đã được giới thiệu ở chương 1 sẽ được giải thích chi tiết hơn. Các thông tin cấu th ành m ột FEC cũng như cách một router liên kết FEC với một nhãn và m ột lớp dịch vụ cũng được miêu tả. Các phương pháp chỉ định nh ãn, các ví dụ về liên kết cục bộ và liên kết xa, liên kết dòng lên và liên kết dòng xuống, hoạt động liên kết điều khiển và liên kết dữ liệu, Khái niệm không gian nhãn được giới thiệu và cách các nhãn được thiết lập giữa các router cạnh nhau. 3.1. Lớp tương đương chức năng (FEC) Thuật ngữ FEC được sử dụng trong hoạt động chuyển mạch nhãn. FEC được dùng để miêu tả sự kết hợp của các gói riêng biệt với một địa chỉ đích thường là điểm nhận lưu lượng cuối cùng ch ẳng hạn như một tổng đài host. FEC cũng có thể liên kết một giá trị FEC với một địa chỉ đích và một lớp lưu lượng. Lớp lưu lượng được li ên kết với một chỉ số cổng đích. Tại sao phải dùng FEC ? Thứ nhất, nó cho phép nhóm các gói vào các l ớp. Từ nhóm này, giá trị FEC trong một gói có thể được dùng để thiết lập độ ưu tiên cho việc xử lý các gói. FEC cũng có thể được dùng để hỗ trợ hiệu quả hoạt động QoS. Ví dụ, FEC có thể liên kết với độ ưu tiên cao, lưu lượng thoại thời gian thực, lưu lượng nhóm mới ưu tiên thấp… Sự kết hợp một FEC với một gói được thực hiện bởi việc dùng một nhãn để định danh một FEC đặc trưng. Với các lớp dịch vụ khác nhau, phải dùng các FEC khác nhau và các nhãn liên kết khác nhau. Đối với lưu lượng Internet, các định danh sử dụng l à các tham s ố ứng cử cho việc thiết lập một FEC. Trong một vài hệ thống, chỉ địa chỉ đích IP được sử dụng. 3.1.1. Độ đáp ứng và bản chất hoạt động Nhà quản trị mạng điều khiển các bảng chuyển tiếp trở thành b ản chất quá trình hoạt động của FEC. Giá như địa chỉ đích được dùng cho FEC, thì bảng này được giữ lại để quản lý kích thước. Tuy nhiên bản chất quá trình này không cung cấp một cách thức nào để hỗ trợ lớp lưu lượng v à hoạt động QoS. Mặt khác, sự hỗ trợ tốt mạng bởi việc dùng các chỉ số cổng và các PID sẽ mang lại nhiều phân lớp lưu lượng hơn, nhiều FEC hơn, nhiều nhãn hơn và một bảng chuyển tiếp rộng hơn. Mạng này có thể không cùng tỉ lệ với cơ sở người dùng lớn. 3.1.2. Thông tin dùng trong quyết định chuyển tiếp Điểm trọng tâm của chuyển mạch nhãn là việc chuyển tiếp một gói tới đích cuối cùng của nó. Và như chúng ta biết, sự hoạt động n ày dựa vào các trường của gói tới để đưa ra quyết định chuyển tiếp của nó. Các trường n ày là: - Địa chỉ IP nguồn hoặc đích. - Ch ỉ số cổng nguồn hoặc đích. - Định danh giao thức IP. - Các dịch vụ phân biệt IPv4. - Nhãn dòng IPv6. Chú ý r ằng một vài trường được trình bày trong chương này không được liệt k ê ở trên. Bởi vì chúng có thể được dùng bởi một router, một switch hay một bridge để tạo ra một quyết định chuyển tiếp nhưng chúng không thường xuyên được dùng bởi FEC. IP Datagram Payload TCP/UDP Payload Mào đầu lớp 2 Mào đầu bản tin Đuôi lớp 2 Lưu lượng user Mào đầu mảng Mào đầu dữ liệu Chỉ số cổng Địa chỉ IP và PID Địa chỉ MAC hoặc ATM/FR VCID Hình 3.1. Thông tin được dùng trong quyết định chuyển tiếp - Lớp 2 : a. Địa chỉ một mạng LAN (địa chỉ IEEE MAC). b. Định danh k ênh ảo ATM hoặc Frame Relay. - Lớp 3 : Địa chỉ IP nguồn hoặc đích (hoặc địa chỉ IPX, Appletalk,…) - L ớp 4 : Chỉ số cổng nguồn hoặc đích. - Định danh giao thức IP (PID). Lý do các chỉ số cổng và PID được dùng trong FEC và quá trình quy ết định chuyển tiếp bởi các trường này là loại lưu lượng nằm trong tải trọng dữ liệu đồ IP. Ví dụ, một PID có thể được mã hoá b ởi bộ phát của dữ liệu đồ gốc để biểu thị rằng tải trọng là lưu lượng OSPF. Một router có thể được lập tr ình để xử lý lưu lượng này nếu PID chỉ ra tải trọng là lưu lượng UDP hay TCP. Nếu quả thực tải trọng chứa lưu lượng TCP hoặc UDP thì chỉ số cổng trong mào đầu TCP hoặc UDP sẽ chỉ ra loại tải trọng nào nằm trong phần còn lại của gói. Ví dụ, chỉ số cổng đích được mã hoá để chỉ ra lưu lượng l à thoại, thư điện tử, truyền file,… Do đó, các trường này trở nên khá quan trọng trong các mạng cần hỗ trợ các dịch vụ QoS khác nhau cho các kiểu dữ liệu khác nhau, đó là bản chất hoạt động tốt. 3.2. Các phương pháp chỉ định nhãn Sự phân chia giá trị tới các gói phụ thuộc vào người sản xuất hoặc tiêu chuẩn được thiết lập. Phần này của chương giới thiệu các khái niệm của chỉ định nhãn. 3.2.1. Sự liên kết cục bộ và từ xa Remote Hình 3.2. Liên kết nội hạt và từ xa Thuật ngữ liên kết ám chỉ sự hoạt động tại một router chuyển mạch nhãn mà ở đó một nhãn được liên kết với một FEC. Như hình 3.2, chỉ định nhãn cục bộ là một quá trình mà router cục bộ thiết lập mối quan hệ giữa một nhãn và một FEC. Router có thể thiết lập mối liên hệ này ngay khi nó nhận lưu lượng hoặc khi nó nhận được thông tin điều khiển từ dòng dữ liệu lên hoặc dòng xu ống của router bên cạnh. Liên kết từ xa là quá trình mà một nút bên cạnh phân cho một liên kết tới nút cục bộ. Đặc biệt, điều này được thực hiện với các bản tin điều khiển như bản tin phân phối nhãn. Router Router 3.2.2. Liên kết dòng lên và dòng xuống Ru Rd Lu ồng của lưu lượng Dòng xuống Dòng lên Hình 3.3. Liên kết dòng xuống và dòng lên Như chỉ ra trong hình, chỉ định nhãn dòng xuống ám chỉ một phương pháp mà việc chỉ định nh ãn được thực hiện bởi LSR dòng xu ống. Thuật ngữ dòng xuống ám chỉ phương hướng mà một gói tin người dùng được gửi. Khi router dòng lên gửi một gói tới router dòng xuống, thì gói đã được xác định như một phần của FEC và nhãn được liên kết với FEC này. Do đó, nhãn là nhãn đầu ra dòng lên c ủa router và là nhãn đầu vào dòng xuống của router. Router Router . CHƯƠNG 5: CƠ SỞ CHUYỂN MẠCH NHÃN Chương này giới thiệu các khái niệm cơ bản của chuyển mạch nhãn. Lớp chức năng tương đương đã được giới thiệu ở chương. Thông tin dùng trong quyết định chuyển tiếp Điểm trọng tâm của chuyển mạch nhãn là việc chuyển tiếp một gói tới đích cuối cùng của nó. Và như chúng ta