Tweet
Tổng quan về MPLS – TE
MPLS TE cho sơ đồ TE cho phép router đầu nhánh của đường chuyển mạch nhãn (LSP) có thể tính toán ra đường đi tốt nhất đi tới router cuối nhánh với điều kiện nó mô hình mạng. Hơn nữa, router đầu nhánh còn phải biết băng thông còn lại trên tất cả các kết nối mạng. Cuối cùng, cần phải bật MPLS trên các router để nó có thể tạo các đường chuyển mạch nhãn (LSP) từ đầu tới cuối.
Thực tế chuyển mạch nhãn có thể chuyển tiếp gói tin dựa trên Source-Ip thay vì dựa vào địa chỉ đích giống chuyển mạch IP thông thường, sở dĩ vậy vì MPLS chuyển tiếp gói tin trong data plane bằng việc dò nhãn vào trong bảng nhãn (LFIB) và đổi nhãn với nhãn ra. Do đó router đầu nhánh có thể xác định gói nhãn sau khi tất các LSR đồng ý sử dụng nhãn nào để xây dựng đường chuyển mạch nhãn (LSP).
MPLS TE có thể triển khai trong mạng các LSR. Tuy nhiên, vì băng thông và các thuộc tính khác của đường kết nối phải được biết bởi LSR đầu nhánh, giao thức định tuyến sử dụng giữa MPLS TE đầu và cuối nhánh phải là giao thức linkstate (trạng thái liên kết).
Với giao thức định tuyến linkstate, mỗi router tự xây dựng trạng thái các kết nối và đẩy ra tất cả router khác cùng vùng. Điều này có nghĩa là tất cả router đều có thông tin mô hình của vùng đó. Từ đó LSR đầu nhánh có thể tính toán đường đi do nó có toàn bộ thông tinh mô hình mạng. Đường chuyển mạch nhãn được xây dựng theo cách này được gọi là “đường hầm MPLS TE”. Đường hầm TE là duy nhất vì đường chuyển mạch nhãn LSP là duy nhất và được tính cấu hình chỉ trên LSR đầu nhánh và không cần cấu hình trên LSR cuối nhánh, sau đó đường hầm TE được báo hiệu tới các LSR trong nó.
MPLS TE có thể được sử dụng với 2 cách duy nhất:
• Đường hầm MPLS TE giữa cặp LSR biên. Tất cả lưu lượng trong mạng được lái để tránh nghẽn bằng cách sử dụng các thuộc tính (băng thông, độ trễ, sự thay đổi độ trễ v.v…), một ví dụ điển hình là MPLS VPN, bạn có thể tạo 1 đường hầm TE từng router biên đến từng router biên khác.
• MPLS TE có thể được bật ở mọi LSR trong mạng nhưng đường hầm TE sẽ chỉ xuất hiện khi cần, ví dụ như đường hầm TE được tạo để lái lưu lượng qua các điểm quá tải.
Tên của MPLS TE sử dụng bởi Cisco đầu tiên là RRR hay R3 (Routing with Resource Reservation), xác định tầm quan trong của MPLS TE trong định tuyến hay lái lưu lượng dựa vào nguồn tài nguyền và rằng buộc. Những tài nguyên này là băng thông của các đường kết nối và các thuộc tính của các kết nối khi hoạt động. Các thuộc tính này được cấu hình ở các kết nối và được quảng bá bởi giao thức linkstate (OSPF hay IS-IS), thay vì tạo một giao thức mới để mang và quảng bá thông tin này tới mọi LSR, OSPF và IS-IS được mở rộng để mang thông tin này.
Khi một đường hầm TE được cấu hình trên LSR thì nó trở thành LSR đầu nhánh của đường hầm đó, sau đó LSR cuối nhánh được chỉ định với các ràng buộc kèm theo (ví dụ như ràng buộc về băng thông cần thiết cho đường hầm)
Trong IOS Cisco, dữ liểu TE được xây dựng từ thông tin TE mà giao thức linkstate mang tới. Tập dữ liệu này chứa tất cả các kết nối đã được bật MPLS TE và đặc điểm cũng như thuộc tính của nó. Từ dữ liệu MPLS TE này, PCACL (tính toán đường đi) và CSPF (rằng buộc SPF) tính toán đường đi ngắn nhất nhưng vẫn thỏa mãn các ràng buộc (trong đó quan trọng nhất là băng thông) từ LSR đầu nhánh tới LSR cuối nhánh. Băng thông cần thiết và thuộc tính của đường hầm TE được cấu hình ở LSR đầu nhánh. Từ những đường thỏa điều kiện băng thông cần thiết và thuộc tính của đường hầm TE sẽ chọn ra đường ngắn nhất. Và sự tính toán được thực hiện ở LSR đầu nhánh.
Các LSR giữa thuộc đường chuyển mạch nhãn cần biết nhãn vào và ra của đường hầm TE. Các LSR giữa chỉ có thể học nhãn nếu giữa chúng và LSR đầu nhánh báo hiệu nhãn bởi giao thức báo hiệu. Trước đây, có 2 giao thức báo hiệu là RSVP với mở rộng cho TE (RSVP-TE) và ràng buộc dựa trên LDP (CR-LDP). Và IOS Cisco chỉ sử dụng RSVP-TE và không bao giờ triên khai CR-LDP. Tổ chức IETF cũng đã nhất trí pha1t triển RSVP như một giao thức báo hiệu cho MPLS TE và ngừng phát triển thêm CR-LDP.
Phần mở rộng cho phép RSVP mang thông tin nhãn MPLS và các đặc trưng TE, như Định tuyến hiện. Về bản chất, RSVP báo hiệu đường hầm TE dọc theo đường hầm từ LSR đầu nhánh tới LSR cuối nhánh với kết quả tính toán dựa trên dữ liệu TE trên LSR đầu nhánh. RSVP cần báo hiệu nó để nhận thông tin nhãn thiết lập ở mỗi LSR.
• Bản tin RSVP PATH được gửi từ LSR đầu nhánh đến LSR cuối nhánh và mang theo yêu cầu cho mỗi nhãn MPLS.
• Trong khi đó bản tin RSVP RESV gửi trở lại từ LSR cuối nhánh đến LSR đầu nhanh mang nhãn MPLS mà mỗi LSR dọc theo đường hầm chuyển mạch nhãn TE có thể sử dụng để chuyển tiếp lưu lượng TE.
RSVP cũng thẩm tra các ràng buộc có thể được cài đặt tại mỗi node LSR. Các đường khác xây dựng sau không phải là vấn đề lớn vì OSPF và IS-IS đã quảng bá thông tin này, do đó LSR đầu nhánh tính toán ra những đường có thể cho đường hầm TE, tuy nhiên cũng có thể có đường hầm TE khác dành một lượng lưu lượng ở các đường kết nối tại các LSR giữa mà OSPF hay IS-IS chưa quảng bá. Vì vậy, băng thông còn lại của đường kết nối đó có thể không còn đủ để xây dựng đường hầm TE, vì vậy buộc phải có giao thức báo hiệu để chắc chắn đủ băng thông tại mỗi LSR.
Định tuyến hiện (ERO) liệt kê chi tiết các chặng mà thông điệp RSVP PATH đi qua để báo hiệu đường hầm TE. Dãy các chẵng này là kết quả của việc tính toán trên router đầu nhánh. Tại mỗi chặng, thông điệp PATH này dự trữ tạm thời băng thông và yêu cầu nhãn. Khi thông điệp PATH đến được LSR cuối nhánh của LSP, LSR này lập tức trả về thông điệp RESV hướng về phía LSR đầu nhánh. Thông điệp này trả về nhãn mà MPLS có thể dùng để chuyển tiếp gói tin dọc theo đường hầm TE đồng thời yêu cầu các LSR giữa dành trước tài nguyên cho các kết nối được sử dụng trong đường hầm TE.
Lê Sơn Hà – VnPro
Thực tế chuyển mạch nhãn có thể chuyển tiếp gói tin dựa trên Source-Ip thay vì dựa vào địa chỉ đích giống chuyển mạch IP thông thường, sở dĩ vậy vì MPLS chuyển tiếp gói tin trong data plane bằng việc dò nhãn vào trong bảng nhãn (LFIB) và đổi nhãn với nhãn ra. Do đó router đầu nhánh có thể xác định gói nhãn sau khi tất các LSR đồng ý sử dụng nhãn nào để xây dựng đường chuyển mạch nhãn (LSP).
MPLS TE có thể triển khai trong mạng các LSR. Tuy nhiên, vì băng thông và các thuộc tính khác của đường kết nối phải được biết bởi LSR đầu nhánh, giao thức định tuyến sử dụng giữa MPLS TE đầu và cuối nhánh phải là giao thức linkstate (trạng thái liên kết).
Với giao thức định tuyến linkstate, mỗi router tự xây dựng trạng thái các kết nối và đẩy ra tất cả router khác cùng vùng. Điều này có nghĩa là tất cả router đều có thông tin mô hình của vùng đó. Từ đó LSR đầu nhánh có thể tính toán đường đi do nó có toàn bộ thông tinh mô hình mạng. Đường chuyển mạch nhãn được xây dựng theo cách này được gọi là “đường hầm MPLS TE”. Đường hầm TE là duy nhất vì đường chuyển mạch nhãn LSP là duy nhất và được tính cấu hình chỉ trên LSR đầu nhánh và không cần cấu hình trên LSR cuối nhánh, sau đó đường hầm TE được báo hiệu tới các LSR trong nó.
MPLS TE có thể được sử dụng với 2 cách duy nhất:
• Đường hầm MPLS TE giữa cặp LSR biên. Tất cả lưu lượng trong mạng được lái để tránh nghẽn bằng cách sử dụng các thuộc tính (băng thông, độ trễ, sự thay đổi độ trễ v.v…), một ví dụ điển hình là MPLS VPN, bạn có thể tạo 1 đường hầm TE từng router biên đến từng router biên khác.
• MPLS TE có thể được bật ở mọi LSR trong mạng nhưng đường hầm TE sẽ chỉ xuất hiện khi cần, ví dụ như đường hầm TE được tạo để lái lưu lượng qua các điểm quá tải.
Tên của MPLS TE sử dụng bởi Cisco đầu tiên là RRR hay R3 (Routing with Resource Reservation), xác định tầm quan trong của MPLS TE trong định tuyến hay lái lưu lượng dựa vào nguồn tài nguyền và rằng buộc. Những tài nguyên này là băng thông của các đường kết nối và các thuộc tính của các kết nối khi hoạt động. Các thuộc tính này được cấu hình ở các kết nối và được quảng bá bởi giao thức linkstate (OSPF hay IS-IS), thay vì tạo một giao thức mới để mang và quảng bá thông tin này tới mọi LSR, OSPF và IS-IS được mở rộng để mang thông tin này.
Khi một đường hầm TE được cấu hình trên LSR thì nó trở thành LSR đầu nhánh của đường hầm đó, sau đó LSR cuối nhánh được chỉ định với các ràng buộc kèm theo (ví dụ như ràng buộc về băng thông cần thiết cho đường hầm)
Trong IOS Cisco, dữ liểu TE được xây dựng từ thông tin TE mà giao thức linkstate mang tới. Tập dữ liệu này chứa tất cả các kết nối đã được bật MPLS TE và đặc điểm cũng như thuộc tính của nó. Từ dữ liệu MPLS TE này, PCACL (tính toán đường đi) và CSPF (rằng buộc SPF) tính toán đường đi ngắn nhất nhưng vẫn thỏa mãn các ràng buộc (trong đó quan trọng nhất là băng thông) từ LSR đầu nhánh tới LSR cuối nhánh. Băng thông cần thiết và thuộc tính của đường hầm TE được cấu hình ở LSR đầu nhánh. Từ những đường thỏa điều kiện băng thông cần thiết và thuộc tính của đường hầm TE sẽ chọn ra đường ngắn nhất. Và sự tính toán được thực hiện ở LSR đầu nhánh.
Các LSR giữa thuộc đường chuyển mạch nhãn cần biết nhãn vào và ra của đường hầm TE. Các LSR giữa chỉ có thể học nhãn nếu giữa chúng và LSR đầu nhánh báo hiệu nhãn bởi giao thức báo hiệu. Trước đây, có 2 giao thức báo hiệu là RSVP với mở rộng cho TE (RSVP-TE) và ràng buộc dựa trên LDP (CR-LDP). Và IOS Cisco chỉ sử dụng RSVP-TE và không bao giờ triên khai CR-LDP. Tổ chức IETF cũng đã nhất trí pha1t triển RSVP như một giao thức báo hiệu cho MPLS TE và ngừng phát triển thêm CR-LDP.
Phần mở rộng cho phép RSVP mang thông tin nhãn MPLS và các đặc trưng TE, như Định tuyến hiện. Về bản chất, RSVP báo hiệu đường hầm TE dọc theo đường hầm từ LSR đầu nhánh tới LSR cuối nhánh với kết quả tính toán dựa trên dữ liệu TE trên LSR đầu nhánh. RSVP cần báo hiệu nó để nhận thông tin nhãn thiết lập ở mỗi LSR.
• Bản tin RSVP PATH được gửi từ LSR đầu nhánh đến LSR cuối nhánh và mang theo yêu cầu cho mỗi nhãn MPLS.
• Trong khi đó bản tin RSVP RESV gửi trở lại từ LSR cuối nhánh đến LSR đầu nhanh mang nhãn MPLS mà mỗi LSR dọc theo đường hầm chuyển mạch nhãn TE có thể sử dụng để chuyển tiếp lưu lượng TE.
RSVP cũng thẩm tra các ràng buộc có thể được cài đặt tại mỗi node LSR. Các đường khác xây dựng sau không phải là vấn đề lớn vì OSPF và IS-IS đã quảng bá thông tin này, do đó LSR đầu nhánh tính toán ra những đường có thể cho đường hầm TE, tuy nhiên cũng có thể có đường hầm TE khác dành một lượng lưu lượng ở các đường kết nối tại các LSR giữa mà OSPF hay IS-IS chưa quảng bá. Vì vậy, băng thông còn lại của đường kết nối đó có thể không còn đủ để xây dựng đường hầm TE, vì vậy buộc phải có giao thức báo hiệu để chắc chắn đủ băng thông tại mỗi LSR.
Định tuyến hiện (ERO) liệt kê chi tiết các chặng mà thông điệp RSVP PATH đi qua để báo hiệu đường hầm TE. Dãy các chẵng này là kết quả của việc tính toán trên router đầu nhánh. Tại mỗi chặng, thông điệp PATH này dự trữ tạm thời băng thông và yêu cầu nhãn. Khi thông điệp PATH đến được LSR cuối nhánh của LSP, LSR này lập tức trả về thông điệp RESV hướng về phía LSR đầu nhánh. Thông điệp này trả về nhãn mà MPLS có thể dùng để chuyển tiếp gói tin dọc theo đường hầm TE đồng thời yêu cầu các LSR giữa dành trước tài nguyên cho các kết nối được sử dụng trong đường hầm TE.
Lê Sơn Hà – VnPro