Đồ án Kỹ thuật lưu lượng trong MPLS

Sự phát triển nhanh chóng các dịch vụ IP và sự bùng nổ Internet đã dẫn đến một loạt thay đổi trong nhận thức kinh doanh của các nhà khai thác. Lưu lượng lớn nhất hiện nay trên mạng trục là lưu lượng IP. Giao thức IP thống trị toàn bộ các giao thức lớp mạng, hệ quả là tất cả các xu hướng phát triển công nghệ lớp dưới đều hỗ trợ cho IP. Nhu cầu thị trường cấp bách cho mạng tốc độ cao với chi phí thấp là cơ sở cho một loạt các công nghệ mới ra đời, trong đó có MPLS. Trong 5 năm gần đây là khoảng thời gian mà công nghệ MPLS đã chứng minh được tính ứng dụng thực tiễn các tính năng vượt trội của nó so với các công nghệ chuyển mạch truyền thống khác như ATM. Công nghệ MPLS là kết quả phát triển của công nghệ chuyển mạch IP sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn như của ATM để tăng tốc độ truyền gói tin mà không cần thay đổi các giao thức định tuyến của IP. MPLS tách chức năng của IP thành hai phần riêng biệt: chức năng chuyển gói tin và chức năng điều khiển. Bên cạnh đó, MPLS cũng hỗ trợ việc quản lý dễ dàng hơn. Do thời gian và trình độ có hạn, nên chắc chắn những vấn đề được đề cập trong đồ án sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự lượng thứ và ý kiến đóng góp của các thầy, cô cũng như những ai quan tâm. Trong quá trình học tập tại trường đại học Bách Khoa Hà Nội và thực hiện đồ án tốt nghiệp, em xin chân thành cảm ơn các thầy cô đã trực tiếp và gián tiếp giúp đỡ em hoàn thành tốt chương trình học tập. Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Thạc sĩ Nguyễn Khắc Kiểm đã trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này.

doc111 trang | Chia sẻ: oanhnt | Lượt xem: 2191 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Kỹ thuật lưu lượng trong MPLS, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Lời nói đầu Sự phát triển nhanh chóng các dịch vụ IP và sự bùng nổ Internet đã dẫn đến một loạt thay đổi trong nhận thức kinh doanh của các nhà khai thác. Lưu lượng lớn nhất hiện nay trên mạng trục là lưu lượng IP. Giao thức IP thống trị toàn bộ các giao thức lớp mạng, hệ quả là tất cả các xu hướng phát triển công nghệ lớp dưới đều hỗ trợ cho IP. Nhu cầu thị trường cấp bách cho mạng tốc độ cao với chi phí thấp là cơ sở cho một loạt các công nghệ mới ra đời, trong đó có MPLS. Trong 5 năm gần đây là khoảng thời gian mà công nghệ MPLS đã chứng minh được tính ứng dụng thực tiễn các tính năng vượt trội của nó so với các công nghệ chuyển mạch truyền thống khác như ATM. Công nghệ MPLS là kết quả phát triển của công nghệ chuyển mạch IP sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn như của ATM để tăng tốc độ truyền gói tin mà không cần thay đổi các giao thức định tuyến của IP. MPLS tách chức năng của IP thành hai phần riêng biệt: chức năng chuyển gói tin và chức năng điều khiển. Bên cạnh đó, MPLS cũng hỗ trợ việc quản lý dễ dàng hơn. Do thời gian và trình độ có hạn, nên chắc chắn những vấn đề được đề cập trong đồ án sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự lượng thứ và ý kiến đóng góp của các thầy, cô cũng như những ai quan tâm. Trong quá trình học tập tại trường đại học Bách Khoa Hà Nội và thực hiện đồ án tốt nghiệp, em xin chân thành cảm ơn các thầy cô đã trực tiếp và gián tiếp giúp đỡ em hoàn thành tốt chương trình học tập. Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Thạc sĩ Nguyễn Khắc Kiểm đã trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này. Hà Nội, ngày tháng năm 2009 Sinh viên Bùi Quang Thái Tóm tắt đồ án MPLS đã được lựa chọn để đơn giản hoá và tích hợp mạng trong mạng lõi. Nó cho phép các nhà khai thác giảm chi phí, đơn giản hoá việc quản lý lưu lượng và hỗ trợ các dịch vụ Internet. Quan trọng hơn cả, nó là một bước tiến mới trong việc đạt mục tiêu mạng đa dịch vụ với các giao thức gồm di động, thoại, dữ liệu … Tập đoàn BCVT Việt Nam đã lựa chọn IP/MPLS làm công nghệ cho lớp chuyển tải mạng NGN đang triển khai trên phạm vi toàn quốc. Một trong những ưu điểm lớn nhất của MPLS là ở khả năng thực hiện kỹ thuật lưu lượng. Đề tài tốt nghiệp được chia thành 4 chương với những nội dung chính như sau: Chương 1 - Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS: Giới thiệu tổng quan công nghệ MPLS, các khái niệm cơ bản, kiến trúc chức năng và cơ chế hoạt động của MPLS. Chương 2 - Định tuyến và báo hiệu MPLS: Trình bày các kỹ thuật định tuyến được hỗ trợ bởi MPLS , các chế độ báo hiệu và một số giao thức báo hiệu phân phối nhãn của MPLS . Chương 3 – Kỹ thuật lưu lượng trong MPLS: Trình bày các khái niệm và mục tiêu của kỹ thuật lưu lượng, khả năng và các cơ chế thực hiện kỹ thuật lưu lượng MPLS. Các vấn đề bảo vệ khôi phục đường - một trong những nhiệm vụ của kỹ thuật lưu lượng cũng được trình bày trong chương này. Chương 4 – Mô phỏng MPLS – TE và đánh giá. SUMMARIZED DESIGN MPLS is chosen in order to simplify and integrate network in core-network . It allows the operators lower their cost and simply in management traffic , support Internet’services. The most importance , it’s the new move to multi-service included mobile , voice , data . Corporation BCVT Vietnam has applied technology MPLS network for the next NGN which being operated over country. One of most advantage of MPLS is traffic engineering . With the theme: " Traffic enginneering in MPLS ’’the content of project including 4 chapters will in turn present the basic issues and trffic engineering of MPLS network Chapter 1 : The multi protocol label switching MPLS : Overview of MPLS , basic define , fuction and performance of MPLS . Chapter 2 : Routing and signalling in MPLS :Present routing mechanism used by MPLS , the signalling modes and somes distribution label protocol . Chapter 3 : Traffic engineering in MPLS : Present the define , ambition of MPLS techonogy and the mechanism to operate the taffic engineering of MPLS. The problem about protection and repair road – most important mission of trffic engineering is presented in this chapter. Chapter 4 : Simulation MPLS-TE and summary. Mục lục Các hình vẽ sử dụng trong luận văn Hình 1.1: MPLS và mô hình tham chiếu OSI - 15 - Hình 1.2: So sánh giữa chuyển tiếp IP và chuyển tiếp MPLS - 16 - Hình 1.3: Miền MPLS - 16 - Hình 1.4: Upstream và downstream LSR - 17 - Hình 1.5: Lớp chuyển tiếp tương đương trong MPLS - 18 - Hình 1.6 : Stack nhãn - 18 - Hình 1.7:Đường chuyển mạch nhãn MPLS - 19 - Hình 1.8 : Phân cấp LSP trong MPLS - 20 - Hình 1.9 : Gói IP đi qua mạng MPLS - 20 - Hình 1.10: Định dạng một entry trong stack nhãn MPLS - 20 - Hình 1.11 : Shim header - 22 - Hình 1.12 : Nhãn trong chế độ cell ATM - 23 - Hình 1.13 : Encapsulation gói có nhãn trên link ATM - 23 - Hình 2.1: Một ví dụ định tuyến ràng buộc - 25 - Hình 2.2: Phân phối nhãn không cần yêu cầu - 26 - Hình 2.3: Phân phối nhãn theo yêu cầu - 27 - Hình 2.4: Duy trì nhãn tự do - 27 - Hình 2.5: Duy trì nhãn bảo thủ - 28 - Hình 2.6: Điều khiển độc lập - 28 - Hình 2.7: Điều khiển tuần tự - 29 - Hình 2.8 : Vùng hoạt động của LDP - 30 - Hình 2.9: Trao đổi thông điệp LDP - 31 - Hình 2.10: LDP header - 32 - Hình 2.11: Format thông điệp LDP - 33 - Hình 2.12: Ví dụ LDP chế độ điều khiển độc lập theo yêu cầu - 35 - Hình 2.13: Thiết lập LSP với CR-LDP - 37 - Hình 2.14: Thiết lập LSP với RSVP-TE - 41 - Hình 2.15 : Nội dung bản tin BGP Update - 43 - Hình 2.16 : BGP phân phối nhãn qua nhiều Autonomous System - 44 - Hình 3.1 : Nhiều luồng cho mỗi lớp lưu lượng - 48 - Hình 3.2 : Hàng đợi CQ - 49 - Hình 3.4: Giải thuật thung rò - 51 - Hình 3.5: Giải thuật thùng token - 52 - Hình 3.6: Mô hình chồng phủ ( Overlay mode ) - 53 - Hình 3.7 : Các trung kế lưu lượng - 54 - Hình 3.8: Một ví dụ băng thông dự trữ cho từng mức ưu tiên. - 59 - Hình 3.9: Minh họa cho cách dùng bit Affinity và Resource-Class - 60 - Hình 3.10: Băng thông khả dụng ứng với từng mức ưu tiên - 61 - Hình 3.11: Xem xét các rằng buộc khống chế - 63 - Hình 3.12: Xem xét tài nguyên khả dụng - 64 - Hình 3.13: Chọn đường tốt nhất - 64 - Hình 3.14: Mô hình Makam - 67 - Hình 3.15: Mô hình Haskin - 68 - Hình 3.16: Mô hình Shortest – Dynamic - 69 - Hình 3.17: Mô hình Simple – Dynamic - 70 - Hình 4.1: Kiến trúc thư mục cài đặt của NS-2 và NAM trong môi trường Linux - 77 - Hình 4.2: Tổng quan về NS dưới góc độ người dùng - 79 - Hình 4.3: Luồng các sự kiện cho file Tcl chạy trong NS - 80 - Hình 4.4: TclCL hoạt động như liên kết giữa A và B - 81 - Hình 4.5: Mô tả các công cụ của NAM - 86 - Hình 4.6: Bốn thành phần cơ bản của Nscript GUI - 91 - Hình 4.7: Giao diện đồ họa người dùng của Xgraph - 96 - Hình 4.8 : Cửa sổ Graphs - 98 - Hình 4.9 : Cửa sổ Network Imformation - 99 - Hình 4.10 : Mô hình mạng mô phỏng - 99 - Hình 4.11 :Đồ thị kết quả mô phỏng - 100 - Hình 4.12 : Kết quả mô phỏng - 101 - DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 : Các chế độ của các giao thức phân phối nhãn MPLS - 28 - Bảng 2.2: Các loại bản tin LDP - 32 - Bảng 3.1 : Các lớp dịch vụ lưu lượng - 46 - Các Thuật Ngữ Viết Tắt Từ viết tắt Từ đầy đủ Chú giải tiếng Việt AAL ATM Adapter Layer Lớp tương thích ATM ACL Access Control List Danh sách điều khiển truy cập AS Autonomous System Hệ thống tự trị ASBR Autonomous System Border Router Bộ định tuyến biên hệ thống tự trị ATM Asynchronous Transfer Mode Cơ chế truyền tải không đồng bộ BGP Border Gateway Protocol Giao thức định tuyến cổng miền CE Customer Edge Thiết bị biên của mạng người dùng CEM Circuit Emulation Service over MPLS Dịch vụ mô phỏng kênh trên MPLS CEP Circuit Emulation over Packet Mô phỏng kênh trên gói CoS Class of Service Lớp dịch vụ DLCI Data Link Connection Identifier Nhận dạng kết nối lớp kênh dữ liệu EGP External Gateway Protocol Giao thức định tuyến liên miền FEC Forwarding Equivalence Class Lớp chuyển tiếp tương đương FR Frame Relay Chuyển mạch khung GRE Generic RoutingEncapsulation Giao thức đóng gói định tuyến chung HDLC High-level Data Link Control Điều khiển liên kết dữ liệu mức cao HEC Header Error Controller Điều khiển lỗi tiêu đề ID Identifier Nhận dạng IGP Interior Gateway Protocol Giao thức định tuyến trong miền IP Internet Protocol Giao thức Internet IPLS IP-Only Private LAN Service Dịch vụ LAN thuê riêng trên nền IP IP-Sec Internet Protocol Security Giao thức an ninh Internet ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet L2F Layer 2 Forwarding Giao thức chuyển tiếp lớp 2 L2TP Layer 2 Tunneling Protocol Giao thức đường hầm lớp 2 LAC L2TP Access Concentrator Bộ tập trung truy cập L2TP LAN Local Area Network Mạng cục bộ LDP Label Distribution Protocol Giao thức phân bổ nhãn LER Label Edge Router Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn biên LNS L2TP Network Server Máy chủ mạng L2TP LSP Label Switching Path Đường chuyển mạch nhãn LSR Label Switching Router Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn M2M Multipoint-to-Multipoint Đa điểm tới đa điểm MD Multicast Domain Miền đa điểm MPLS MultiProtocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS-TE MPLS-Traffice Engineering Kỹ thuật lưu lượng MT Multicast Tunnel Đường hầm đa điểm MTI Multicast Tunnel Interface Giao diện đường hầm đa điểm MVPN Multicast VPN VPN đa điểm MVRF Multicast VRF VRF đa điểm NAS Network Access Server Máy chủ truy cập mạng NGN Next Generation Network Mạng thế hệ kế tiếp OSPF Open Shortest Path First Giao thức đường đi ngắn nhất đầu tiên PAC PPTP Access Concentrator Bộ tập trung truy cập PPTP PE Provider Edge Thiết bị biên của mạng nhà cung cấp PNS PPTP Network Server Máy chủ mạng PPTP POP Point of Presence Điểm truy cập truyền thống PPP Point to Point Tunneling Protocol Giao thức đường hầm điểm tới điểm PVC Permanent Virtual Circuit Kênh ảo cố định PW Pseudowire Dây giả QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ RD Route Distinguisher Thuộc tính phân biệt tuyến RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức dành trước tài nguyên RT Route Target Thuộc tính tuyến đích SDH Synchronous Digital Hierachy Phân cấp số đồng bộ SDU Service Data Unit Đơn vị dữ liệu dịch vụ SONET Synchronous Optical Network Mạng quang đồng bộ SP Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn TDP Tag Distribution Protocol Giao thức phân phối thẻ UDP User Datagram Protocol Giao thức lược đồ dữ liệu VC Virtual Circuit Kênh ảo VCI Virtual Circuit Identifier Nhận dạng kênh ảo VLLS Virtual Leased Line Service Dịchvụ đường dây thuê riêng ảo VP Virtual Path Đường ảo VPDN Virtual Private Dial Network Mạng quay số riêng ảo VPI Virtual Path Identifier Nhận dạng đường ảo VPLS Virtual Private LAN Service Dịch vụ LAN riêng ảo VPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo VPWS Virtual Private Wire Service Dịch vụ đường dây riêng ảo VR Virtual Router Bộ định tuyến ảo VRF VPN Routing and Forwarding Bảng định tuyến và chuyển tiếp VPN Chương 1: CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC MPLS 1.1 Tổng quan MPLS là viết tắt của “Multi-Protocol Label Switching”. Thuật ngữ multi-protocol để nhấn mạnh rằng công nghệ này áp dụng được cho tất cả các giao thức lớp mạng chứ không chỉ riêng có IP, MPLS có thể hoạt động với các giao thức khác IP như là IPX, ATM, Fram Relay…. MPLS cũng hoạt động tốt trên bất kỳ các giao thức lớp liên kết. Đây là một công nghệ lai kết hợp những đặc tính tốt nhất của định tuyến lớp 3(Layer 3 routing) và chuyển mạch lớp 2 (Layer 2 switching). 1.1.1 Tính thông minh phân tán Trong mạng chuyển mạch kênh, tính thông minh chủ yếu tập trung ở mạng lõi (core). Tất cả những thiết bị thông minh nhất đều đặt trong mạng lõi như các tổng đài toll, transit, MSC… Các thiết bị kém thông minh hơn thì đặt ở mạng biên (edge), ví dụ như các tổng đài nội hạt, truy nhập… Trong mạng gói IP, tính thông minh gần như chia đều cho các thiết bị trong mạng. Tất cả các router đều phải làm hai nhiệm vụ là định tuyến và chuyển mạch. Đây là ưu điểm nhưng cũng là nhược điểm của IP. Quan điểm của MPLS là tính thông minh càng đưa ra biên thì mạng càng hoạt động tốt. Lý do là những thành phần ở mạng lõi phải chịu tải rất cao. Thành phần mạng lõi nên có độ thông minh thấp và năng lực chuyển tải cao. MPLS phân tách hai chức năng định tuyến và chuyển mạch: Các router ở biên thực hiện định tuyến và gắn nhãn (label) cho gói. Còn các router ở mạng lõi chỉ tập trung làm nhiệm vụ chuyển tiếp gói với tốc độ cao dựa vào nhãn. Tính thông minh được đẩy ra ngoài biên là một trong những ưu điểm lớn nhất của MPLS. Do MPLS hỗ trợ việc điều khiển lưu lượng và cho phép thiết lập tuyến cố định, việc đảm bảo chất lượng dịch vụ của các tuyến là hoàn toàn khả thi. Đây là một điểm vượt trội của MPLS so với các định tuyến cổ điển. Tóm lại, MPLS là một công nghệ chuyển mạch IP có nhiều triển vọng. Với tính chất cơ cấu định tuyến của mình, MPLS có khả năng nâng cao chất lượng dịch vụ của mạng IP truyền thống. Bên cạnh đó, thông lượng của mạng sẽ được cải thiện một cách rõ rệt. 1.1.2 MPLS và mô hình tham chiếu OSI Hình 1.1: MPLS và mô hình tham chiếu OSI MPLS được xem như là một công nghệ lớp đệm (shim layer), nó nằm trên lớp 2 nhưng dưới lớp 3, vì vậy đôi khi người ta còn gọi nó là lớp 2,5. Hình 1.2: So sánh giữa chuyển tiếp IP và chuyển tiếp MPLS Nguyên lý của MPLS là tất cả các gói IP sẽ được gắn nhãn (label) và được chuyển tiếp theo một đường dẫn LSP (Label Switched Path). Các router trên đường dẫn chỉ căn cứ vào nội dung của nhãn để thực hiện quyết định chuyển tiếp gói mà không cần phải kiểm tra header IP. 1.2 Các khái niệm cơ bản trong MPLS 1.2.1 Miền MPLS (MPLS domain) RFC 3031 mô tả miền MPLS là “một tập hợp các nút mạng thực hiện hoạt động định tuyến và chuyển tiếp MPLS”. Một miền MPLS thường được quản lý và điều khiển bởi một nhà quản trị. Hình 1.3: Miền MPLS Miền MPLS được chia thành 2 phần: phần mạng lõi (core) và phần mạng biên (edge). Các nút thuộc miền MPLS được gọi là router chuyển mạch nhãn LSR (Label Switch Router). Các nút ở phần mạng lõi được gọi là transit-LSR hay core- SR (thường được gọi tắt là LSR). Các nút ở biên được gọi là router biên nhãn LER (Label Edge Router). Nếu một LER là nút đầu tiên trên đường đi của một gói xuyên qua miền MPLS thì nó được gọi là LER lối vào (ingress-LER), còn nếu là nút cuối cùng thì nó được gọi là LER lối ra (egress-LER). Lưu ý là các thuật ngữ này được áp dụng tùy theo chiều của luồng lưu lượng trong mạng, do vậy một LER có thể là ingress-LER vừa là egress-LER tuỳ theo các luồng lưu lượng đang xét. Hình 1.4: Upstream và downstream LSR Thuật ngữ upstream-LSR và downstream-LSR cũng được dùng, phụ thuộc vào chiều của luồng lưu lượng. Các tài liệu MPLS thường dùng ký hiệu Ru để biểu thị cho upstream-LSR và dùng ký hiệu Rd để biểu thị cho downstream-LSR. 1.2.2 Lớp chuyển tiếp tương đương (FEC) Lớp chuyển tiếp tương đương FEC (Forwarding Equivalence Class) là một tập hợp các gói được đối xử như nhau bởi một LSR. Như vậy, FEC là một nhóm các gói IP được chuyển tiếp trên cùng một đường chuyển mạch nhãn LSP, được đối xử theo cùng một cách thức và có thể ánh xạ vào một nhãn bởi một LSR cho dù chúng có thể khác nhau về thông tin header lớp mạng. Hình dưới cho thấy cách xử lý này. Hình 1.5: Lớp chuyển tiếp tương đương trong MPLS 1.2.3 Nhãn và Stack nhãn RFC 3031 định nghĩa nhãn là “một bộ nhận dạng có độ dài ngắn và cố định, mang ý nghĩa cục bộ dùng để nhận biết một FEC”. Nhãn được “dán” lên một gói để báo cho LSR biết gói này cần đi đâu. Phần nội dung nhãn có độ dài 20 bit không cấu trúc, như vậy số giá trị nhãn có thể có là 220 (hơn một triệu giá trị). Giá trị nhãn định nghĩa chỉ mục (index) để dùng trong bảng chuyển tiếp. Một gói lại có thể được “dán chồng” nhiều nhãn, các nhãn này chứa trong một nơi gọi là stack nhãn (label stack). Stack nhãn là một tập hợp gồm một hoặc nhiều entry nhãn tổ chức theo nguyên tắc FIFO. Tại mỗi hop trong mạng chỉ xử lý nhãn hiện hành trên đỉnh stack. Chính nhãn này sẽ được LSR sử dụng để chuyển tiếp gói. Hình 1.6 : Stack nhãn Nếu gói tin chưa có nhãn thì stack nhãn là rỗng (độ sâu của stack nhãn bằng 0). Nếu stack có chiều sâu là d thì mức 1 sẽ ở đáy stack (bit S trong entry nhãn đặt lên 1) và mức d sẽ ở đỉnh của stack. Một entry nhãn có thể được đặt thêm vào (push) hoặc lấy ra (pop) khỏi stack. 1.2.4 Hoán đổi nhãn (Label Swapping) Hoán đổi nhãn là cách dùng các thủ tục để chuyển tiếp gói. Để chuyển tiếp gói có nhãn, LSR kiểm tra nhãn trên đỉnh stack và dùng ánh xạ ILM (Incoming Label Map) để ánh xạ nhãn này tới một entry chuyển tiếp nhãn NHLFE (Next Hop Label Forwarding Entry). Sử dụng thông tin trong NHLFE, LSR xác định ra nơi để chuyển tiếp gói và thực hiện một tác vụ trên stack nhãn. Rồi nó mã hóa stack nhãn mới vào gói và chuyển gói đi. Chuyển tiếp gói chưa có nhãn cũng tương tự nhưng xảy ra ở ingress-LER. LER phải phân tích header lớp mạng để xác định FEC rồi sử dụng ánh xạ FTN (FEC-to-NHLFE) để ánh xạ FEC vào một NHLFE. 1.2.5 Đường chuyển mạch nhãn LSP (Label Switched Path) Đường chuyển mạch nhãn LSP là một đường nối giữa router ngỏ vào và router ngỏ ra, được thiết lập bởi các nút MPLS để chuyển các gói đi xuyên qua mạng. Đường Hình 1.7:Đường chuyển mạch nhãn MPLS dẫn của một LSP qua mạng được định nghĩa bởi sự chuyển đổi các giá trị nhãn ở các LSR dọc theo LSP bằng cách dùng thủ tục hoán đổi nhãn. Khái niệm LSP tương tự như khái niệm mạch ảo (VC) trong ATM. Kiến trúc MPLS cho phép phân cấp các LSP, tương tự như ATM sử dụng VPI và VCI để tạo ra phân cấp kênh ảo (VC) nằm trong đường ảo (VP). Tuy nhiên ATM chỉ có thể hỗ trợ 2 mức phân cấp, trong khi với MPLS thì số mức phân cấp cho phép rất lớn nhờ khả năng chứa được nhiều entry nhãn trong stack nhãn. Về lý thuyết, giới hạn số lượng nhãn trong stack phụ thuộc giá trị MTU (Maximum Transfer Unit) của các giao thức lớp liên kết được dùng dọc theo một LSP. Hình 1.8 : Phân cấp LSP trong MPLS 1.2.6 Chuyển gói qua miền MPLS Sau đây là một ví dụ đơn giản minh họa quá trình truyền gói IP đi qua miền MPLS. Gói tin IP khi đi từ ngoài mạng vào trong miền MPLS được router A đóng vai trò là Hình 1.9 : Gói IP đi qua mạng MPLS một ingress-LER sẽ gán nhãn có giá trị là 6 cho gói IP rồi chuyển tiếp đến router B. Router B dựa vào bảng hoán đổi nhãn để kiểm tra nhãn của gói tin. Nó thay giá trị nhãn mới là 3 và chuyển tiếp đến router C. Tại C, việc kiểm tra cũng tương tự như ở B và sẽ hoán đổi nhãn, gán cho gói tin một nhãn mới là 9 và tiếp tục được đưa đến router D. Router D đóng vai trò egress-LER sẽ kiểm tra trong bảng hoán đổi nhãn và gỡ bỏ Hình 1.10: Định dạng một entry trong stack nhãn MPLS nhãn 9 ra khỏi gói tin rồi định tuyến gói IP một cách bình thường đi ra khỏi miền MPLS. Với kiểu làm việc này thì các LSR trung gian như router B và C sẽ không phải thực hiện kiểm tra toàn bộ header IP của gói tin mà nó chỉ việc kiểm tra các giá trị của nhãn, so sánh trong bảng và chuyển tiếp. Vì vậy tốc độ xử lý trong miền MPLS sẽ nhanh hơn nhiều so với định tuyến IP truyền thống. Đường đi từ router A đến router D được gọi là đường chuyển mạch nhãn LSP (Label Switched Path). 1.3 Mã hóa nhãn và các chế độ đóng gói nhãn MPLS 1.3.1 Mã hóa stack nhãn Khi nhãn được gắn lên gói, bản thân giá trị nhãn 20 bit sẽ được mã hoá cùng với một số thông tin cộng thêm để phụ trợ trong quá trình chuyển tiếp gói để hình thành một entry nhãn. Hình 10 minh họa định dạng một entry nhãn trong stack nhãn. Nhóm 32 bit ở hình trên là một entry trong stack nhãn, trong đó phần giá trị nhãn thực sự chỉ có 20 bit. Tuy nhiên người ta thường gọi chung cho cả entry 32 bit nói trên là một nhãn. Vì vậy khi thảo luận về nhãn cần phân biệt là đang xem xét giá trị nhãn 20 bit hay nói về entry 32 bit trong stack nhãn. Phần thông tin 12 bit cộng thêm gồm các trường sau đây: EXP (một số tài liệu gọi là CoS - Class of Service ) – Gồm 3 bit, có thể là một hàm của trường TOS (Type of Service) hoặc Diffserv trong gói IP. Đa số các nhà sản xuất sử dụng các bi