Download miễn phí Đề tài Nghiên cứu và mô phỏng một số cơ chế bảo vệ, khôi phục đường trong Mpls - Te
MỤC LỤC i
DANH SÁCH HÌNH VẼ iii
DANH SÁCH BẢNG BIỂU v
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT vi
LỜI MỞ ĐẦU ix
CHƯƠNG 1 1
CÁC ĐẶC ĐIỂM KỸ THUẬT CỦA CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC 1
1.1 Giới thiệu chung về MPLS 1
1.1.1 Các tiền đề phát triển MPLS 1
1.1.2 Các đặc điểm nổi bật của kỹ thuật MPLS 3
1.2 Các khái niệm cơ bản trong MPLS 4
1.2.1 Miền chuyển mạch nhãn MPLS 4
1.2.2 Lớp chuyển tiếp tương đương 5
1.2.3 Nhãn và ngăn xếp nhãn 6
1.2.4 Hoán đổi nhãn 9
1.2.5 Đường chuyển mạch nhãn 9
1.2.6 Truyền tải lưu lượng trong miền chuyển mạch nhãn MPLS 12
1.3 Kiến trúc chức năng MPLS 13
1.3.1 Kiến trúc chức năng bộ chuyển mạch nhãn LSR, LER 13
1.3.2 Mặt phẳng điều khiển 15
1.3.3 Mặt phẳng chuyển tiếp 15
1.4 Định tuyến trong MPLS 17
1.4.1 Giao thức định tuyến nội miền IGP 17
1.4.2 Giao thức định tuyến ngoại biên mở rộng MP-BGP 18
1.4.3 Các giao thức định tuyến ràng buộc và tường minh 22
1.5 Cơ chế phân phối và trao đổi nhãn trong MPLS 25
1.5.1 Giao thức phân phối nhãn LDP 26
1.5.2 Các cơ chế trao đổi nhãn 28
1.5.3 Các cơ chế duy trì nhãn 29
1.5.4 Các cơ chế điều khiển LSP 30
1.6 Kết luận chương 1 30
CHƯƠNG 2 32
KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG TRONG MPLS VÀ CÁC CƠ CHẾ BẢO VỆ, KHÔI PHỤC 32
2.1 Tổng quan về kỹ thuật lưu lượng 32
2.1.1 Khái niệm kỹ thuật lưu lượng 32
2.1.2 Bài toán tắc nghẽn và kỹ thuật lưu lượng 33
2.1.3 Kỹ thuật lưu lượng tại lớp liên kết dữ liệu 34
2.1.4 Kỹ thuật lưu lượng tại lớp mạng 36
2.1.5 Kỹ thuật lưu lượng trong MPLS 37
2.2 Kỹ thuật lưu lượng MPLS-TE 38
2.2.1 Sự cần thiết của MPLS-TE 38
2.2.2 Tổng quan cơ chế hoạt động của MPLS-TE 39
2.2.3 Các thuộc tính ràng buộc của liên kết 42
2.2.4 Các thuộc tính ràng buộc của trung kế lưu lượng 43
2.2.5 Phân phối thông tin ràng buộc 49
2.2.6. Tính toán và thiết lập, báo hiệu đường ràng buộc 51
2.2.7 Truyền tải lưu lượng của trung kế lưu lượng lên LSP ràng buộc 59
2.3 Bảo vệ, khôi phục trong MPLS-TE 63
2.3.1 Sự cần thiết của bảo vệ, khôi phục trong MPLS-TE 63
2.3.2 Khái niệm và phân loại các cơ chế bảo vệ, khôi phục trong MPLS-TE 64
2.3.3 Các mô hình bảo vệ, khôi phục đường 66
2.3.4 So sánh hiệu năng các mô hình bảo vệ, khôi phục đường 70
2.4 Kết luận chương 2 73
CHƯƠNG 3 75
MÔ PHỎNG VÀ KHẢO SÁT MỘT SỐ CƠ CHẾ BẢO VỆ, KHÔI PHỤC ĐƯỜNG TRONG MPLS-TE 75
3.1 Lựa chọn công cụ mô phỏng 75
3.2 Phần mềm mô phỏng NS-2 77
3.2.1 Kiến trúc NS-2, C++ và OTcl 77
3.2.2 Kiến trúc module MNS v2.0 78
3.2.3 Kiến trúc các hàm giao diện API trong MNSv2.0 81
3.3 Mô phỏng và khảo sát một số cơ chế bảo vệ, khôi phục đường trong kỹ thuật lưu lượng MPLS-TE 82
3.3.1 Chuẩn bị công cụ mô phỏng 83
3.3.2 Xây dựng Topology mô phỏng 83
3.3.3 Mô phỏng mô hình bảo vệ, khôi phục đường Makam 85
3.3.4 Mô phỏng mô hình bảo vệ, khôi phục đường Haskin 90
3.3.5 Mô phỏng mô hình bảo vệ, khôi phục đường Shortest-Dynamic 93
3.3.6 Mô phỏng mô hình bảo vệ, khôi phục đường Simple-Dynamic 97
3.3.7 Mô phỏng mô hình bảo vệ, khôi phục đường Simple-Static 101
3.4 Phân tích và đánh giá kết quả mô phỏng tổng hợp 105
3.5 Một số giải pháp lựa chọn mô hình bảo vệ, khôi phục đường 111
3.6 Kết luận chương 3 113
KẾT LUẬN 115
PHỤ LỤC: MÃ NGUỒN CÁC CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG 117
TÀI LIỆU THAM KHẢO 134
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
t lỗi sẽ được báo hiệu bằng bản tin CR-LDP-Notification.Để thiết lập một CR-LSP theo một đường dẫn gồm tập các nút LER/LSR xác định trước, CR-LDP sử dụng đối tượng tuyến tường minh ER chứa đựng các bản tin CR-LDP-Label-Request. Xét ví dụ trong hình 2.11, giả sử LSR1 muốn thiết lập một con đường tường minh là LSR1→LSR2→LSR3→LSR4, LSR1 xây dựng đối tượng ER chứa tuần tự 3 địa chỉ IP với vai trò MPLS-TE Router-ID của 3 nút LSR2, LSR3, LSR4. Tiếp theo LSR1 khởi tạo bản tin CR-LDP-Label-Request chứa đối tượng ER vừa xây dựng, LSR1 tìm đường và gửi bản tin này tới nút đầu tiên trong danh sách ER, đó là nút LSR2. Tiếp đó LSR2 tiếp nhận bản tin và nhận thấy nó là nút đầu tiên trong danh sách ER, sau đó LSR2 tiếp tục quá trình như ở nút LSR1, nút LSR3 tương tự như nút LSR2. Khi bản tin đến LSR4, nó nhận thấy nó là nút cuối cùng trong danh sách ER, do vậy LSR4 khởi tạo bản tin CR-LDP-Label-Mapping chứa nhãn dành cho CR-LSP và gửi nó ngược trở lại các nút trong danh sách ER, tới nút LSR3. LSR3 tiến hành cập nhật bảng LFIB để cập nhật nhãn mới có được trong bản tin Mapping. Sau đó LSR3 chuyển tiếp bản tin CR-LDP-Label-Mapping tới LSR2 (nút tiếp theo trong danh sách theo chiều ngược lại) với nhãn mới dành cho CR-LSP, tuy nhiên giá trị nhãn mới này do LSR3 ấn định và nó có thể mang giá trị khác so với giá trị nhãn mới mà R3 nhận được từ R4. Quá trình tương tự với LSR2, và sau cùng LSR1 nhận được bản tin này và tiến hành quá trình cập nhật bảng LFIB.
Hình 2.11: Thiết lập đường ràng buộc CR-LSP với giao thức CR-LDP
Khi một nút LER/LSR nhận được một bản tin CR-LDP-Label-Request, nó thực hiện thủ tục kiểm soát truy nhập (Admission Control) trong CR-LDP để kiểm tra xem nó có đảm bảo được các tài nguyên được yêu cầu bởi trung kế lưu lượng hay không. Nếu không đảm bảo, CR-LDP sẽ gửi trả về bản tin CR-LDP-Notification để hủy phiên yêu cầu, quá trình thiết lập CR-LSP không thành công. Ngược lại nếu đảm bảo, thủ tục kiểm soát truy nhập sẽ dự trữ nó bằng cách cập nhật bảng tài nguyên (Resource Table) và bản tin CR-LDP-Label-Request được chuyển tiếp đến nút tiếp sau trong danh sách ER.
Khi một nút LER/LSR nhận được một bản tin CR-LDP-Label-Mapping, nó sẽ thực hiện một loạt các thủ tục sau:
Lưu thông tin nhãn mới và giao diện nhận được vào bảng LIB.
Lưu thông tin CR-LDP được yêu cầu vào bảng cơ sở thông tin tuyến tường minh ERB (Explicit RIB).
Sử dụng thủ tục kiểm soát tài nguyên (Resource Control/Manager) trong CR-LDP để khởi tạo một bảng hàng đợi phục vụ cho CR-LSP vừa yêu cầu thiết lập đồng thời lưu Service-ID của CR-LSP vào bảng ERB
Chuyển tiếp bản tin CR-LDP-Label-Mapping tới nút MPLS tiếp sau trong danh sách ER theo chiều ngược lại.
2.2.6.2.2 Giao thức RSVP-TE
Theo tài liệu RFC 3209, RSVP-TE là phiên bản mở rộng của giao thức dự trữ tài nguyên RSVP (Resource Reservation Protocol) nhằm hỗ trợ các cách định tuyến ràng buộc, kỹ thuật lưu lượng và các hoạt động cấp phát tài nguyên dành cho miền chuyển mạch MPLS thực hiện kỹ thuật lưu lượng MPLS-TE. So với phiên bản RSVP truyền thống, RSVP-TE vẫn sử dụng tập các bản tin RSVP-PATH và RSVP-RESV. Tuy nhiên xuất hiện thêm các trường phụ trợ trong các bản tin này để hỗ trợ MPLS-TE, đó là các trường đối tượng như Label_Request, Explicit_Route, Record_Route, Label, Session_Attribute… Các hoạt động cơ bản của RSVP-TE là:
Gắn nhãn cho LSP ràng buộc
Định tuyến từng chặng hay định tuyến tường minh
Báo hiệu dành riêng tài nguyên cho LSP ràng buộc
Tái định tuyến LSP ràng buộc sau sự cố
Điều khiển chặng của LSP
Các cơ chế lấn chiếm
Nguyên tắc hoạt động cơ bản của RSVP-TE hỗ trợ định tuyến ràng buộc được đặc tả như trên hình 2.12.
Hình 2.12 Thiết lập đường ràng buộc TE-LSP với giao thức RSVP-TE
Headend-LSR gửi bản tin RSVP-PATH có chứa các trường Label_Request, Explicit_Route, Record_Route, Session_Attribute dọc theo đường dẫn LSP ràng buộc đã tính toán trước đó để tới Tailend-LSR. Đối với giao thức RSVP-TE, khái niệm LSP ràng buộc còn được gọi là TE-LSP. Trường Label_Request mang yêu cầu gắn nhãn cho TE-LSP, trường Explicit_Route thể hiện danh sách các nút LER/LSR dọc TE-LSP có được từ thuật toán định tuyến ràng buộc CSPF hay gắn tĩnh, trường Session_Attribute mang thông tin về các thuộc tính ràng buộc yêu cầu của TE-LSP.
Mỗi nút trung gian trên đường dẫn TE-LSP giữa Headend-LSR và Tailend-LSR tiếp nhận bản tin RSVP-PATH và thực hiện thủ tục kiểm soát truy nhập Admission Control để kiểm tra thuộc tính ràng buộc yêu cầu của TE-LSP và so sánh với tài nguyên của bản thân nó, lượng tài nguyên này chính là các thuộc tính ràng buộc của các liên kết. Nếu kết quả của thủ tục này trả về là đồng ý, thì nút trung gian sẽ cho phép TE-LSP được thiết lập và dành riêng phần tài nguyên yêu cầu của TE-LSP đó. Tiếp đó nút trung gian khởi tạo bản tin RSVP-PATH mới nhưng với trường Explicit_Route của bản tin RSVP-PATH nhận được và gửi nó tới nút trung gian kế tiếp cho tới khi bản tin này đến được Tailend-LSR.
Tailend-LSR tiếp nhận bản tin RSVP-PATH và cũng thực hiện thủ tục kiểm soát truy nhập như các nút trung gian. Khi nhận ra rằng mình là nút cuối cùng trong chuỗi Explicit_Route, Tailend-LSR gửi trả về bản tin RSVP-RESV chứa trường Label và Record_Route, đường đi của bản tin này theo danh sách Explicit_Route với chiều ngược lại. Trường Label chứa giá trị nhãn mới dành cho TE-LSP mà các nút trung gian và Headend-LSR có thể sử dụng để truyền lưu lượng của trung kế lưu lượng. Khi các nút trung gian nhận được bản tin RSVP-RESV, nếu có yêu cầu lấn chiếm, các nút này sẽ thực hiện hủy các TE-LSP có độ ưu tiên thấp để nhường tài nguyên cho các TE-LSP có độ ưu tiên cao hơn.
Trong trường hợp có lỗi xảy ra trong hoạt động thiết lập và báo hiệu TE-LSP, bản tin RSVP-PATHERR sẽ ra thông báo lỗi và chi tiết lỗi tương ứng. Trong trường hợp TE-LSP không còn cần tài nguyên của mạng hay TE-LSP bị lấn chiếm bởi một TE-LSP khác có độ ưu tiên cao hơn thì bản tin RSVP-PATHTEAR sẽ ra thông báo hủy phiên làm việc của TE-LSP và lý do chi tiết tương ứng.
2.2.7 Truyền tải lưu lượng của trung kế lưu lượng lên LSP ràng buộc
Kết quả của quá trình tính toán và thiết lập, báo hiệu đường ràng buộc là một đường dẫn đơn hướng LSP ràng buộc thỏa mãn các thuộc tính ràng buộc yêu cầu bởi trung kế lưu lượng. Bước tiếp theo trong việc thực hiện kỹ thuật lưu lượng MPLS-TE đó là truyền tải lưu lượng của trung kế lưu lượng lên LSP ràng buộc.
Lý do cần thiết phải có một cách để ghép lưu lượng lên đường dẫn LSP ràng buộc là: Ta đã biết một bộ định tuyến chuyển phát gói tin IP dựa trên bảng định tuyến, tuy nhiên quá trình định tuyến IP thông thường với kết quả bảng định tuyến RIB là tách biệt so với quá trình định tuyến ràng buộc với kết quả đường dẫn LSP phù hợp nhất với trung kế lưu lượng. Do vậy để một nút có thể chuyển phát được lưu lượng IP đi thì cần thiết phải có cơ chế thông báo cho bảng định tuyến RIB kiến thức về các LSP ràng buộc.
Để truyền tải lưu lượng của trung kế lưu lượng lên LSP ràng buộc hay nói cách khác, để ghép được lưu lượng lên các đường dẫn LSP đã được lưu lượng h...