Các giao thức phân bổ nhãn

Chương 7 : Các giao thức phân bổ nhãn MPLS không yêu cầu phải có giao thức phân bổ nhãn riêng, vì một vài giao thức định tuyến đang được sử dụng (OSPF) có thể hỗ trợ phân bổ nhãn. Tuy nhiên, IETF đã phát triển một giao thức mới để bổ sung cho MPLS. Được gọi là giao thức phân bổ nhãn LDP. Một giao thức khác, LDP cưỡng bức (CR-LDP), cho phép các nhà quản lý mạng thiết lập các đường đi chuyển mạch nhãn (LSP) một cách rõ ràng (tường minh). CR-LDP là một sự mở rộng của LDP. Nó hoạt động độc lập với mọi giao thức cổng đường biên bên trong (IGP) khác. Nó được sử dụng cho các dòng lưu lượng nhạy cảm với trễ và mô phỏng mạng chuyển mạch kênh. RSVP cũng có thể được sử dụng để phân phối nhãn. bằng việc sử dụng các bản tin Reservation và PATH (mở rộng), nó hỗ trợ các hoạt động ràng buộc và phân bổ nhãn. BGP cũng là một sự lựa chọn tốt cho giao thức phân bổ nhãn. Nếu cần phải ràng buộc nhãn với prefix địa chỉ, thì BGP có thể được sử dụng. Một bộ phản hồi (reflector) BGP có thể được sử dụng để phân bổ nhãn. 2.4.1 Giao thức phân phối nhãn LDP Giới thiệu Giao thức phân phối nhãn được IETF đưa ra trong RFC 3036. Vị trí của giao thức LDP và các mối liên kết chức năng cơ bản của LDP với các giao thức khác thể hiện trên hình 2.19. LDP có thể hoạt động giữa các LSR kết nối trực tiếp hay không được kết nối trực tiếp. Các LSR sử dụng LDP để hoán đổi thông tin ràng buộc FEC và nhãn được gọi là các thực thể đồng cấp LDP; chúng hoán đổi thông tin này bằng việc xây dựng các phiên LDP. Hình 2.19. Vị trí giao thức LDP trong bộ giao thức MPLS Các loại bản tin LDP LDP định nghĩa 4 loại bản tin đó là: Bản tin thăm dò, Bản tin phiên, Bản tin phát hành, Bản tin thông báo. Bốn loại bản tin này cũng nói lên chức năng mà nó thực hiện. Bản tin thăm dò (Discovery): dùng để thông báo và duy trì sự có mặt của 1 LSR trong mạng. Theo định kỳ, LSR gửi bản tin Hello qua cổng UDP với địa chỉ multicast của tất cả các router trên mạng con. Bản tin phiên (Session): dùng để thiết lập, duy trì, và xoá các phiên giữa các LSR. Hoạt động này yêu cầu gửi các bản tin Initialization trên TCP. Sau khi hoạt động này hoàn thành các LSR trở thành các đối tượng ngang cấp LDP Bản tin phát hành (Advertisement): dùng để tạo, thay đổi và xoá các ràng buộc nhãn với các FEC. Những bản tin này cũng mang trên TCP. Một LSR có thể yêu cầu 1 ánh xạ nhãn từ LSR lân cận bất cứ khi nào nó cần. Nó cũng phát hành các ánh xạ nhãn bất cứ khi nào nó muốn một đối tượng ngang cấp LDP nào đó sử dụng ràng buộc nhãn. Bản tin thông báo (Notification): dùng để cung cấp các thông báo lỗi, thông tin chẩn đoán, và thông tin trạng thái. Những bản tin này cũng mang trên TCP. Đa số các bản tin LDP chạy trên giao thức TCP để đảm bảo độ tin cậy của các bản tin. (ngoại trừ bản tin thăm dò). Thủ tục thăm dò LSR lân cận Thủ tục LSR lân cận của LDP chạy trên UDP và thực hiện như sau (minh hoạ trên hình 2.20). Một LSR định kỳ gửi bản tin Hello tới tất cả giao diện của nó. Những bản tin này được gửi trên UDP, với địa chỉ multicast của tất cả router trên mạng con. Tất cả các LSR tiếp nhận bản tin Hello này trên cổng UDP. Như vậy, tại một thời điểm nào đó LSR sẽ biết được tất cả các LSR khác mà nó có kết nối trực tiếp. Khi LSR nhận biết được địa chỉ của LSR khác bằng cơ chế này thì nó sẽ thiết lập kết nối TCP đến LSR đó. Khi đó phiên LDP được thiết lập giữa 2 LSR. Phiên LDP là phiên hai chiều có nghĩa là mỗi LSR ở hai đầu kết nối đều có thể yêu cầu và gửi ràng buộc nhãn. Trong trường hợp các LSR không kết nối trực tiếp trong một mạng con, người ta sử dụng một cơ chế bổ sung như sau: LSR định kỳ gửi bản tin Hello trên UDP đến địa điạ chỉ IP đã được khai báo khi lập cấu hình. Phía nhận bản tin này có thể trả lời lại bằng bản tin HELLO khác truyền ngược lại đến LSR gửi và việc thiết lập các phiên LDP được thực hiện như trên. Hình 2.20. Thủ tục phát hiện LSR lân cận Các bản tin LDP Tiêu đề bản tin LDP Mỗi một bản tin LDP được gọi là đơn vị dữ liệu giao thức PDU, được bắt đầu bằng tiêu đề bản tin và sau đó là các bản tin LDP như đã trình bày trên đây. Hình 2.21 chỉ ra các trường chức năng của tiêu đề LDP và các trường này thực hiện các chức năng sau: Phiên bản: Số phiên bản của giao thức, hiện tại là phiên bản 1. Độ dài PDU: Tổng độ dài của PDU tính theo octet, không tính trường phiên bản và trường độ dài. Nhận dạng LDP: Nhận dạng không gian nhãn của LSR gửi bản tin này. Bốn octet đầu tiên chứa địa chỉ IP được gán cho LSR: nhận dạng bộ định tuyến. Hai octet cuối nhận dạng không gian nhãn bên trong LSR.Với LSR có không gian nhãn lớn, trường này có giá trị bằng 0. . 0 15 31 Phiªn b¶n §é dµi PDU NhËn d¹ng LDP NhËn d¹ng LDP Hình 2.21. Tiêu đề LDP Mã hoá TLV LDP sử dụng lược đồ mã hoá kiểu-độ dài-giá trị để mã hoá các thông tin mang trong bản tin LDP. Như chỉ ra trên hình 2.22, LDP TVL được mã hoá thành một trường 2 octet trong đó sử dụng 14 bít để xác định kiểu, và 2 bit xác định cách hành động cho trường hợp LSR không nhận ra được kiểu; 2 octet tiếp theo xác định trường độ dài và trường giá trị có độ dài thay đổi. Trường kiểu qui định các mà trường giá trị được dịch. Trường độ dài xác định độ dài của trường giá trị. Trường giá trị có thể chứa các TLV khác. 0 15 31 KiÓu §é dµi Gi¸ trÞ U F Hình 2.22. Mã hoá TLV Dựa trên bản tin nhận được, khi bit U có giá trị 0, LSR sẽ gửi thông báo ngược lại nơi gửi và toàn bộ bản tin sẽ được bỏ qua. Nếu U có giá trị 1, LSR sẽ bỏ qua bản tin chưa biết kiểu đó mà không gửi thông báo lại phía gủi và phần còn lại của bản tin vẫn được xử lý như thể là bản tin chưa biết kiểu này không tồn tại. Bit F chỉ được sử dụng khi bit U = 1 và bản tin LDP chứa bản tin chưa biết kiểu này được truyền đi. Nếu bít F bằng 0 thì bản tin chưa biết kiểu sẽ không chuyển đi cùng bản tin LDP chứa nó và nếu bit F=1 thì bản tin chưa biết kiểu sẽ chuyển đi cùng bản tin LDP chứa nó.