Tweet
Tác giả: Tố Uyên
I.Cấu trúc nút của MPLS
Một nút của MPLS có hai mặt phẳng: mặt phẳng chuyển tiếp MPLS và mặt phẳng điều khiển MPLS. Nút MPLS có thể thực hiện định tuyến lớp ba hoặc chuyển mạch lớp hai. Kiến trúc cơ bản của một nút MPLS như sau:
Mặt phẳng chuyển tiếp (Forwarding plane)
Mặt phẳng chuyển tiếp sử dụng một cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn (LFIB - Label Forwarding Information Base) để chuyển tiếp các gói. Mỗi nút MPLS có hai bảng liên quan đến việc chuyển tiếp là: cơ sở thông tin nhãn (LIB - Label Information Base) và LFIB. LIB chứa tất cả các nhãn được nút MPLS cục bộ đánh dấu và ánh xạ của các nhãn này đến các nhãn được nhận từ láng giềng (MPLS neighbor) của nó. LFIB sử dụng một tập con các nhãn chứa trong LIB để thực hiện chuyển tiếp gói.
1. Nhãn (Label) trong MPLS
i.Kiểu khung (Frame mode):
Kiểu khung là thuật ngữ khi chuyển tiếp một gói với nhãn gắn trước tiêu đề lớp ba. Một nhãn được mã hoá với 20bit, nghĩa là có thể có 220 giá trị khác nhau. Một gói có nhiều nhãn, gọi là chồng nhãn (label stack). Ở mỗi chặng trong mạng chỉ có một nhãn bên ngoài được xem xét. Hình 2 mô tả định dạng tiêu đề của MPLS
Trong đó:
− EXP=Experimental (3 bit): dành cho thực nghiệm. Cisco IOS sử dụng các bit này để giữ các thông báo cho QoS; khi các gói MPLS xếp hàng có thể dùng các bit EXP tương tự như các bit IP ưu tiên (IP Precedence).
− S=Bottom of stack (1 bit): là bít cuối chồng. Nhãn cuối chồng bit này được thiết lập lên 1, các nhãn khác có bít này là 0.
− TTL=Time To Live (8 bit): thời gian sống là bản sao của IP TTL. Giá trị của nó được giảm tại mỗi chặng để tránh lặp (giống như trong IP). Thường dùng khi người điều hành mạng muốn che dấu cấu hình mạng bên dưới khi tìm đường từ mạng bên ngoài.
ii. Kiểu tế bào (Cell mode):
Thuật ngữ này dùng khi có một mạng gồm các ATM LSR dùng MPLS trong mặt phẳng điều khiển để trao đổi thông tin VPI/VCI thay vì dùng báo hiệu ATM.
Trong kiểu tế bào, nhãn là trường VPI/VCI của tế bào. Sau khi trao đổi nhãn trong mặt phẳng điều khiển, ở mặt phẳng chuyển tiếp, bộ định tuyến ngõ vào (ingress router) phân tách gói thành các tế bào ATM, dùng giá trị VCI/CPI tương ứng đã trao đổi trong mặt phẳng điều khiển và truyền tế bào đi. Các ATM LSR ở phía trong hoạt động như chuyển mạch ATM – chúng chuyển tiếp một tế bào dựa trên VPI/VCI vào và thông tin cổng ra tương ứng. Cuối cùng, bộ định tuyến ngõ ra (egress router) sắp xếp lại các tế bào thành một gói.
Trong đó:
GFC (Generic Flow Control): Điều khiển luồng chung
VPI (Virtual Path Identifier): nhận dạng đường ảo
VCI (Virtual Channel Identifier): nhận dạng kênh ảo
PT (Payload Type): Chỉ thị kiểu trường tin
CLP (Cell Loss Priority): Chức năng chỉ thị ưu tiên huỷ bỏ tế bào
HEC (Header error check): Kiểm tra lỗi tiêu đề.
2. Cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn (LFIB)
Cấu trúc của LFIB được mô tả như hình sau:
3. Thuật toán chuyển tiếp nhãn (Label Forwarding Algorithm)
Bộ chuyển nhãn sử dụng một thuật toán chuyển tiếp dựa vào việc hoán đổi nhãn. Nút MPLS lấy giá trị trong nhãn của gói vừa đến làm chỉ mục đến LFIB. Khi giá trị nhãn tương ứng được tìm thấy, MPLS sẽ thay thế nhãn trong gói đó bằng nhãn ra (outgoing label) từ mục con (subentry) và gửi gói qua giao tiếp ngõ ra tương ứng đến trạm kế đã được xác định.
Nếu nút MPLS chứa nhiều LFIB trên mỗi giao tiếp, nó sử dung giao tiếp vật lý nơi gói đến để chọn một LFIB cụ thể phục vụ chuyển tiếp gói.
Các thuật toán chuyển tiếp thông thường sử dụng nhiều thuật toán như unicast, multicast và các gói unicast có thiết lập bit ToS. Tuy nhiên, MPLS chỉ dùng một thuật toán chuyển tiếp dựa trên sự hoán đổi nhãn (Label swapping).
Một nút MPLS truy xuất bộ nhớ đơn để lấy ra các thông tin như quyết định dành ra tài nguyên cần thiết để chuyển tiếp gói. Khả năng chuyển tiếp và tra cứu tốc độ nhanh giúp chuyển nhãn (label switching) trở thành công nghệ chuyển mạch có tính thực thi cao. MPLS còn có thể dùng để chuyển vận các giao thức lớp ba khác như IPv6, IPX, hoặc Apple Talk - một phần của IPv4. Các thuộc tính này giúp MPLS có thể tương thích tốt với việc chuyển đổi các mạng từ IPv4 lên IPv6.
Mặt phẳng điều khiển (Control Plane)
Mặt phẳng điều khiển MPLS chịu trách nhiệm tạo ra và lưu trữ LFIB. Tất cả các nút MPLS phải chạy một giao thức định tuyến IP để trao đổi thông tin định tuyến đến các nút MPLS khác trong mạng. Các nút MPLS enable ATM sẽ dùng một bộ điều khiển nhãn (LSC – Label Switch Controller) như bộ định tuyến 7200, 7500 hoặc dùng một mô đun xử lý tuyến (RMP – Route Processor Module) để tham gia xử lý định tuyến IP.
Các giao thức định tuyến Link-state như OSPF và IS-IS là các giao thức được chọn vì chúng cung cấp cho mỗi nút MPLS thông tin của toàn mạng. Trong các bộ định tuyến thông thường, bản định tuyến IP dùng để xây dựng bộ lưu trữ chuyển mạch nhanh (Fast switching cache) hoặc FIB (dùng bởi CEF - Cisco Express Forwarding). Tuy nhiên với MPLS, bản định tuyến IP cung cấp thông tin của mạng đích và subnet prefix.
Các giao thức định tuyến link-state gửi thông tin định tuyến (flood) giữa một tập các bộ định tuyến nối trực tiếp (adjacent), thông tin liên kết nhãn chỉ được phân phối giữa các bộ định tuyến nối trực tiếp với nhau bằng cách dùng giao thức phân phối (LDP – Label Distribution Protocol) hoặc TDP (Cisco ‘s proproetary Tag Distribution protocol)
Các nhãn được trao đổi giữa các nút MPLS kế cận để xây dựng nên LFIB. MPLS dùng một mẫu chuyển tiếp dựa trên sự hoán đổi nhãn để kết nối với các mô đun điều khiển khác nhau. Mỗi mô đun điều khiển chịu trách nhiệm đánh dấu và phân phối một tập các nhãn cũng như lưu trữ các thông tin điều khiển có liên quan khác. Các giao thức cổng nội (IGPs – Interior Gateway Potocols) được dùng để xác nhận khả năng đến được, sự liên kết, và ánh xạ giữa FEC và đia chỉ trạm kế (next-hop address).
Các mô đun điều khiển MPLS gồm:
o Định tuyến Unicast (Unicast Routing)
o Định tuyến Multicast (Multicast Routing)
o Kỹ thuật lưu lượng (Traffic engineering)
o Mạng riêng ảo (VPN – Virtual private Network)
o Chất lượng dịch vụ (QoS – Quality of service)
Hình A.5: Mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng chuyển tiếp
II. Các thành phần mặt phẳng dữ liệu và mặt phẳng điều khiển của MPLS
Cisco Express Forwarding (CEF) là nền tảng cho MPLS và hoạt động trên các bộ định tuyến của Cisco. Do đó, CEF là điều kiện tiên quyết trong thực thi MPLS trên mọi thiết bị của Cisco ngoại trừ các ATM switch chỉ hỗ trợ chức năng của mặt phẳng chuyển tiếp dữ liệu. CEF là một cơ chế chuyển mạch thuộc sở hữu của Cisco nhằm làm tăng tính đơn giản và khả năng chuyển tiếp gói IP.
CEF tránh việc viết lại overhead của cache trong môi trường lõi IP bằng cách sử dụng một cơ sở thông tin chuyển tiếp (FIB – Forwarding Information Base) để quyết định chuyển mạch. Nó phản ánh toàn bộ nội dung của bảng định tuyến IP (IP routing table), ánh xạ 1-1 giữa FIB và bảng định tuyến.
Khi bộ định tuyến sử dụng CEF, nó duy trì tối thiểu 1 FIB, chứa một ánh xạ các mạng đích trong bảng định tuyến với các trạm kế tiếp (next-hop adjacencies) tương ứng. FIB ở trong mặt phẳng dữ liệu, nơi bộ định tuyến thực hiện cơ chế chuyển tiếp và xử lý các gói tin.
Trên bộ định tuyến còn duy trì hai cấu trúc khác là cơ sở thông tin nhãn (LIB – Label Information Base) và cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn (LFIB – Label Forwarding Information Base). Giao thức phân phối sử dụng giữa các láng giềng MPLS có nhiệm vị tạo ra các mục trong hai bảng này.
LIB thuộc mặt phẳng điều khiển và được giao thức phân phối nhãn sử dụng khi địa chỉ mạng đích trong bảng định tuyến được ánh xạ với nhãn nhận được từ bộ định tuyến xuôi dòng.
LFIB thuộc mặt phẳng dữ liệu và chứa nhãn cục bộ (local label) đến nhãn trạm kế ánh xạ với giao tiếp ngõ ra (outgoing interface), được dùng để chuyển tiếp các gói được gán nhãn.
Như vậy, thông tin về các mạng đến được do các giao thức định tuyến cung cấp dùng để xây dựng bảng định tuyến (RIB - Routing Information Base). RIB cung cấp thông tin cho FIB. LIB được tạo nên dựa vào giao thức phân phối nhãn và từ LIB kết hợp với FIB tạo ra LFIB.
và mặt phẳng điều khiển của MPLS
III. Hoạt động chuyển tiếp của MPLS
Thực hiện chuyển tiếp dữ liệu với MPLS gồm các bước sau:
(1) Gán nhãn MPLS (trên LSR).
Giao thức phân phối nhãn (LDP - label distribution protocol hay TDP - tag distribution protocol ) thực hiện gán nhãn và trao đổi nhãn giữa các LSR trong miền MPLS để thiết lập các phiên làm việc (session). Việc gán nhãn có thể gán cục bộ trên bộ định tuyến hoặc trên giao tiếp của bộ định tuyến.
(2) Thiết lập LDP/TDP giữa LSR/ELSR.
Mặc định trên bộ định tuyến sử dụng LDP.
Cấu hình: Router(config)#mpls label protocol {ldp | tdp}
Thực hiện lệnh khi bộ định tuyến không măc định dùng LDP hoặc muốn chuyển từ LDP sang TDP. Lệnh này có thể được cấu hình toàn cục hoặc trên giao tiếp:
Router(config-if)#mpls label protocol {ldp | tdp}
Nếu cấu hình trên giao tiếp thì nó sẽ ghi đè lên lệnh toàn cục.
- TDP dùng cổng TCP 711
- LDP dùng cổng TCP 646
Có 4 loại thông điệp LDP:
- Discovery: quảng cáo và chấp nhận sự có mặt của LSR trong mạng.
- Session: Thiết lập, bảo dưỡng và hủy phiên làm việc giữa các LSR.
- Advertisement: quảng cáo ánh xạ nhãn tới FEC
- Notification: báo hiệu lỗi.
Hình A.7: Thiết lập LDP session
(3) Phân phối nhãn bằng một giao thức phân phối nhãn (LDP)
Trong một miền MPLS, một nhãn gán tới một địa chỉ (FIB) đích được phân phối tới các láng giềng ngược dòng sau khi thiết lập session. Việc kết nối giữa mạng cụ thể với nhãn cục bộ và một nhãn trạm kế (nhận từ bộ định tuyến xuôi dòng) được lưu trữ trong LFIB và LIB.MPLS dùng các phương thức phân phối nhãn như sau:
- Yêu cầu xuôi dòng (Downstream on demand)
- Tự nguyện xuôi dòng (Unsolicited downstream)
(4) Sự duy trì nhãn MPLS
Có hai chế độ duy trì nhãn:
- Chế độ duy trì nhãn tự do (liberal label retention mode): duy trì kết nối giữa nhãn và mạng đích nhưng không lưu giữ trạm kế cho đích đến đó. LSR có thể chuyển tiếp gói ngay khi IGP hội tụ và số lượng nhãn lưu giữ rất lớn cho từng đích đến cụ thể nên tốn bộ nhớ.
- Chế độ duy trì nhãn thường xuyên (conservative label retention mode): duy trì nhãn dựa vào hồi đáp LDP hay TDP của trạm kế. Nó hủy các kết nối từ LSR xuoi dòng mà không phải trạm kế của đích đến chỉ định nên tối thiểu được bộ nhớ.
IV. Các loại nhãn ra đặc biệt
- Untagged: gói MPLS đến được chuyển thành một gói IP và chuyển tiếp đến đích. Nó được dùng trong thực thi MPLS VPN.
- Nhãn Implicit-null hay POP: Nhãn này được gán khi nhãn trên (top label) của gói MPLS đến bị bóc ra và gói MPLS hay IP được chuyển tiếp tới trạm kế xuôi dòng. Giá trị của nhãn này là 3 (trường nhãn 20 bit). Nhãn này được dùng trong mạng MPLS cho những trạm kế cuối.
- Nhãn Explicit-null: được gán để giữ giá trị EXP cho nhãn trên của gói đến. Nhãn trên được hoán đổi với giá trị 0 và chuyển tiếp như một gói MPLS tới trạm kế xuôi dòng. Nhãn này sử dụng khi thực hiện QoS với MPLS.
- Aggregate: với nhãn này, khi gói MPLS đến nó bị bóc tất cả nhãn trong chồng nhãn ra để trở thành một gói IP và thực hiện tra cứu trong FIB để xác định giao tiếp ngõ ra cho nó.
I.Cấu trúc nút của MPLS
Một nút của MPLS có hai mặt phẳng: mặt phẳng chuyển tiếp MPLS và mặt phẳng điều khiển MPLS. Nút MPLS có thể thực hiện định tuyến lớp ba hoặc chuyển mạch lớp hai. Kiến trúc cơ bản của một nút MPLS như sau:
Mặt phẳng chuyển tiếp (Forwarding plane)
Mặt phẳng chuyển tiếp sử dụng một cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn (LFIB - Label Forwarding Information Base) để chuyển tiếp các gói. Mỗi nút MPLS có hai bảng liên quan đến việc chuyển tiếp là: cơ sở thông tin nhãn (LIB - Label Information Base) và LFIB. LIB chứa tất cả các nhãn được nút MPLS cục bộ đánh dấu và ánh xạ của các nhãn này đến các nhãn được nhận từ láng giềng (MPLS neighbor) của nó. LFIB sử dụng một tập con các nhãn chứa trong LIB để thực hiện chuyển tiếp gói.
1. Nhãn (Label) trong MPLS
i.Kiểu khung (Frame mode):
Kiểu khung là thuật ngữ khi chuyển tiếp một gói với nhãn gắn trước tiêu đề lớp ba. Một nhãn được mã hoá với 20bit, nghĩa là có thể có 220 giá trị khác nhau. Một gói có nhiều nhãn, gọi là chồng nhãn (label stack). Ở mỗi chặng trong mạng chỉ có một nhãn bên ngoài được xem xét. Hình 2 mô tả định dạng tiêu đề của MPLS
− EXP=Experimental (3 bit): dành cho thực nghiệm. Cisco IOS sử dụng các bit này để giữ các thông báo cho QoS; khi các gói MPLS xếp hàng có thể dùng các bit EXP tương tự như các bit IP ưu tiên (IP Precedence).
− S=Bottom of stack (1 bit): là bít cuối chồng. Nhãn cuối chồng bit này được thiết lập lên 1, các nhãn khác có bít này là 0.
− TTL=Time To Live (8 bit): thời gian sống là bản sao của IP TTL. Giá trị của nó được giảm tại mỗi chặng để tránh lặp (giống như trong IP). Thường dùng khi người điều hành mạng muốn che dấu cấu hình mạng bên dưới khi tìm đường từ mạng bên ngoài.
ii. Kiểu tế bào (Cell mode):
Thuật ngữ này dùng khi có một mạng gồm các ATM LSR dùng MPLS trong mặt phẳng điều khiển để trao đổi thông tin VPI/VCI thay vì dùng báo hiệu ATM.
Trong kiểu tế bào, nhãn là trường VPI/VCI của tế bào. Sau khi trao đổi nhãn trong mặt phẳng điều khiển, ở mặt phẳng chuyển tiếp, bộ định tuyến ngõ vào (ingress router) phân tách gói thành các tế bào ATM, dùng giá trị VCI/CPI tương ứng đã trao đổi trong mặt phẳng điều khiển và truyền tế bào đi. Các ATM LSR ở phía trong hoạt động như chuyển mạch ATM – chúng chuyển tiếp một tế bào dựa trên VPI/VCI vào và thông tin cổng ra tương ứng. Cuối cùng, bộ định tuyến ngõ ra (egress router) sắp xếp lại các tế bào thành một gói.
Trong đó:
GFC (Generic Flow Control): Điều khiển luồng chung
VPI (Virtual Path Identifier): nhận dạng đường ảo
VCI (Virtual Channel Identifier): nhận dạng kênh ảo
PT (Payload Type): Chỉ thị kiểu trường tin
CLP (Cell Loss Priority): Chức năng chỉ thị ưu tiên huỷ bỏ tế bào
HEC (Header error check): Kiểm tra lỗi tiêu đề.
2. Cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn (LFIB)
Cấu trúc của LFIB được mô tả như hình sau:
3. Thuật toán chuyển tiếp nhãn (Label Forwarding Algorithm)
Bộ chuyển nhãn sử dụng một thuật toán chuyển tiếp dựa vào việc hoán đổi nhãn. Nút MPLS lấy giá trị trong nhãn của gói vừa đến làm chỉ mục đến LFIB. Khi giá trị nhãn tương ứng được tìm thấy, MPLS sẽ thay thế nhãn trong gói đó bằng nhãn ra (outgoing label) từ mục con (subentry) và gửi gói qua giao tiếp ngõ ra tương ứng đến trạm kế đã được xác định.
Nếu nút MPLS chứa nhiều LFIB trên mỗi giao tiếp, nó sử dung giao tiếp vật lý nơi gói đến để chọn một LFIB cụ thể phục vụ chuyển tiếp gói.
Các thuật toán chuyển tiếp thông thường sử dụng nhiều thuật toán như unicast, multicast và các gói unicast có thiết lập bit ToS. Tuy nhiên, MPLS chỉ dùng một thuật toán chuyển tiếp dựa trên sự hoán đổi nhãn (Label swapping).
Một nút MPLS truy xuất bộ nhớ đơn để lấy ra các thông tin như quyết định dành ra tài nguyên cần thiết để chuyển tiếp gói. Khả năng chuyển tiếp và tra cứu tốc độ nhanh giúp chuyển nhãn (label switching) trở thành công nghệ chuyển mạch có tính thực thi cao. MPLS còn có thể dùng để chuyển vận các giao thức lớp ba khác như IPv6, IPX, hoặc Apple Talk - một phần của IPv4. Các thuộc tính này giúp MPLS có thể tương thích tốt với việc chuyển đổi các mạng từ IPv4 lên IPv6.
Mặt phẳng điều khiển (Control Plane)
Mặt phẳng điều khiển MPLS chịu trách nhiệm tạo ra và lưu trữ LFIB. Tất cả các nút MPLS phải chạy một giao thức định tuyến IP để trao đổi thông tin định tuyến đến các nút MPLS khác trong mạng. Các nút MPLS enable ATM sẽ dùng một bộ điều khiển nhãn (LSC – Label Switch Controller) như bộ định tuyến 7200, 7500 hoặc dùng một mô đun xử lý tuyến (RMP – Route Processor Module) để tham gia xử lý định tuyến IP.
Các giao thức định tuyến Link-state như OSPF và IS-IS là các giao thức được chọn vì chúng cung cấp cho mỗi nút MPLS thông tin của toàn mạng. Trong các bộ định tuyến thông thường, bản định tuyến IP dùng để xây dựng bộ lưu trữ chuyển mạch nhanh (Fast switching cache) hoặc FIB (dùng bởi CEF - Cisco Express Forwarding). Tuy nhiên với MPLS, bản định tuyến IP cung cấp thông tin của mạng đích và subnet prefix.
Các giao thức định tuyến link-state gửi thông tin định tuyến (flood) giữa một tập các bộ định tuyến nối trực tiếp (adjacent), thông tin liên kết nhãn chỉ được phân phối giữa các bộ định tuyến nối trực tiếp với nhau bằng cách dùng giao thức phân phối (LDP – Label Distribution Protocol) hoặc TDP (Cisco ‘s proproetary Tag Distribution protocol)
Các nhãn được trao đổi giữa các nút MPLS kế cận để xây dựng nên LFIB. MPLS dùng một mẫu chuyển tiếp dựa trên sự hoán đổi nhãn để kết nối với các mô đun điều khiển khác nhau. Mỗi mô đun điều khiển chịu trách nhiệm đánh dấu và phân phối một tập các nhãn cũng như lưu trữ các thông tin điều khiển có liên quan khác. Các giao thức cổng nội (IGPs – Interior Gateway Potocols) được dùng để xác nhận khả năng đến được, sự liên kết, và ánh xạ giữa FEC và đia chỉ trạm kế (next-hop address).
Các mô đun điều khiển MPLS gồm:
o Định tuyến Unicast (Unicast Routing)
o Định tuyến Multicast (Multicast Routing)
o Kỹ thuật lưu lượng (Traffic engineering)
o Mạng riêng ảo (VPN – Virtual private Network)
o Chất lượng dịch vụ (QoS – Quality of service)
Hình A.5: Mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng chuyển tiếpCisco Express Forwarding (CEF) là nền tảng cho MPLS và hoạt động trên các bộ định tuyến của Cisco. Do đó, CEF là điều kiện tiên quyết trong thực thi MPLS trên mọi thiết bị của Cisco ngoại trừ các ATM switch chỉ hỗ trợ chức năng của mặt phẳng chuyển tiếp dữ liệu. CEF là một cơ chế chuyển mạch thuộc sở hữu của Cisco nhằm làm tăng tính đơn giản và khả năng chuyển tiếp gói IP.
CEF tránh việc viết lại overhead của cache trong môi trường lõi IP bằng cách sử dụng một cơ sở thông tin chuyển tiếp (FIB – Forwarding Information Base) để quyết định chuyển mạch. Nó phản ánh toàn bộ nội dung của bảng định tuyến IP (IP routing table), ánh xạ 1-1 giữa FIB và bảng định tuyến.
Khi bộ định tuyến sử dụng CEF, nó duy trì tối thiểu 1 FIB, chứa một ánh xạ các mạng đích trong bảng định tuyến với các trạm kế tiếp (next-hop adjacencies) tương ứng. FIB ở trong mặt phẳng dữ liệu, nơi bộ định tuyến thực hiện cơ chế chuyển tiếp và xử lý các gói tin.
Trên bộ định tuyến còn duy trì hai cấu trúc khác là cơ sở thông tin nhãn (LIB – Label Information Base) và cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn (LFIB – Label Forwarding Information Base). Giao thức phân phối sử dụng giữa các láng giềng MPLS có nhiệm vị tạo ra các mục trong hai bảng này.
LIB thuộc mặt phẳng điều khiển và được giao thức phân phối nhãn sử dụng khi địa chỉ mạng đích trong bảng định tuyến được ánh xạ với nhãn nhận được từ bộ định tuyến xuôi dòng.
LFIB thuộc mặt phẳng dữ liệu và chứa nhãn cục bộ (local label) đến nhãn trạm kế ánh xạ với giao tiếp ngõ ra (outgoing interface), được dùng để chuyển tiếp các gói được gán nhãn.
Như vậy, thông tin về các mạng đến được do các giao thức định tuyến cung cấp dùng để xây dựng bảng định tuyến (RIB - Routing Information Base). RIB cung cấp thông tin cho FIB. LIB được tạo nên dựa vào giao thức phân phối nhãn và từ LIB kết hợp với FIB tạo ra LFIB.
và mặt phẳng điều khiển của MPLS
III. Hoạt động chuyển tiếp của MPLS
Thực hiện chuyển tiếp dữ liệu với MPLS gồm các bước sau:
(1) Gán nhãn MPLS (trên LSR).
Giao thức phân phối nhãn (LDP - label distribution protocol hay TDP - tag distribution protocol ) thực hiện gán nhãn và trao đổi nhãn giữa các LSR trong miền MPLS để thiết lập các phiên làm việc (session). Việc gán nhãn có thể gán cục bộ trên bộ định tuyến hoặc trên giao tiếp của bộ định tuyến.
(2) Thiết lập LDP/TDP giữa LSR/ELSR.
Mặc định trên bộ định tuyến sử dụng LDP.
Cấu hình: Router(config)#mpls label protocol {ldp | tdp}
Thực hiện lệnh khi bộ định tuyến không măc định dùng LDP hoặc muốn chuyển từ LDP sang TDP. Lệnh này có thể được cấu hình toàn cục hoặc trên giao tiếp:
Router(config-if)#mpls label protocol {ldp | tdp}
Nếu cấu hình trên giao tiếp thì nó sẽ ghi đè lên lệnh toàn cục.
- TDP dùng cổng TCP 711
- LDP dùng cổng TCP 646
Có 4 loại thông điệp LDP:
- Discovery: quảng cáo và chấp nhận sự có mặt của LSR trong mạng.
- Session: Thiết lập, bảo dưỡng và hủy phiên làm việc giữa các LSR.
- Advertisement: quảng cáo ánh xạ nhãn tới FEC
- Notification: báo hiệu lỗi.
Hình A.7: Thiết lập LDP session
Trong một miền MPLS, một nhãn gán tới một địa chỉ (FIB) đích được phân phối tới các láng giềng ngược dòng sau khi thiết lập session. Việc kết nối giữa mạng cụ thể với nhãn cục bộ và một nhãn trạm kế (nhận từ bộ định tuyến xuôi dòng) được lưu trữ trong LFIB và LIB.MPLS dùng các phương thức phân phối nhãn như sau:
- Yêu cầu xuôi dòng (Downstream on demand)
- Tự nguyện xuôi dòng (Unsolicited downstream)
Có hai chế độ duy trì nhãn:
- Chế độ duy trì nhãn tự do (liberal label retention mode): duy trì kết nối giữa nhãn và mạng đích nhưng không lưu giữ trạm kế cho đích đến đó. LSR có thể chuyển tiếp gói ngay khi IGP hội tụ và số lượng nhãn lưu giữ rất lớn cho từng đích đến cụ thể nên tốn bộ nhớ.
- Chế độ duy trì nhãn thường xuyên (conservative label retention mode): duy trì nhãn dựa vào hồi đáp LDP hay TDP của trạm kế. Nó hủy các kết nối từ LSR xuoi dòng mà không phải trạm kế của đích đến chỉ định nên tối thiểu được bộ nhớ.
IV. Các loại nhãn ra đặc biệt
- Untagged: gói MPLS đến được chuyển thành một gói IP và chuyển tiếp đến đích. Nó được dùng trong thực thi MPLS VPN.
- Nhãn Implicit-null hay POP: Nhãn này được gán khi nhãn trên (top label) của gói MPLS đến bị bóc ra và gói MPLS hay IP được chuyển tiếp tới trạm kế xuôi dòng. Giá trị của nhãn này là 3 (trường nhãn 20 bit). Nhãn này được dùng trong mạng MPLS cho những trạm kế cuối.
- Nhãn Explicit-null: được gán để giữ giá trị EXP cho nhãn trên của gói đến. Nhãn trên được hoán đổi với giá trị 0 và chuyển tiếp như một gói MPLS tới trạm kế xuôi dòng. Nhãn này sử dụng khi thực hiện QoS với MPLS.
- Aggregate: với nhãn này, khi gói MPLS đến nó bị bóc tất cả nhãn trong chồng nhãn ra để trở thành một gói IP và thực hiện tra cứu trong FIB để xác định giao tiếp ngõ ra cho nó.
Comment