Trung kế lưu lượng, luồng lưu lượng và tuyến chuyển mạch nhãn

Chương 14: Trung kế lưu lượng, luồng lưu lượng và tuyến chuyển mạch nhãn Một khía cạnh quan trọng của kỹ thuật lưu lượng MPLS (MPLS TE) là sự phân biệt các trung kế lưu lượng, luồng lưu lượng và các LSP. Một trung kế lưu lượng là sự tập hợp các luồng lưu lượng của cùng một phân lớp được đặt trong một LSP. Một trung kế lưu lượng có thể có liên kết riêng với nó (các địa chỉ, chỉ số cổng). Một trung kế lưu lượng có thể được định tuyến bởi nó là một bộ phận của LSP. Do đó, tuyến đường mà các luồng trung kế lưu lượng có thể bị thay đổi. MPLS TE liên quan đến việc trao đổi trung kế lưu lượng tới các liên kết vật lý của mạng thông qua các tuyến chuyển mạch nhãn 6.4.1. Sự thu hút của MPLS đối với kỹ thuật lưu lượng Một số khái niệm cơ bản được giải thích, nó có thể được nhận ra khi mạng cơ sở MPLS gửi nó tới hoạt động TE bởi vì: - Chuyển mạch nhãn không bị cưỡng ép bởi sự ra lệnh của chuyển tiếp IP quy ước do có các giao thức định tuyến IP cơ sở. - Trung kế lưu lượng có thể trao đổi các tuyến chuyển mạch nhãn. - Các thuộc tính có thể được liên kết với các trung kế lưu lượng. - Chuyển tiếp IP cho phép tập hợp các địa chỉ trong khi đó MPLS có thể cho phép tập hợp hoặc không. - Định tuyến cơ sở cưỡng ép liên quan dễ dàng tới sự hoạt động này - MPLS có thể hoạt động với giá thấp hơn ATM. 6.4.2. Dung lượng liên kết MPLS TE nhận ra thực tế rằng băng tần dung lượng của các liên kết trong một mạng là ngưòi phân xử cuối cùng cho việc quyết định kỹ thuật lưu lượng. Để giải thích điều này, xem xét một SONET OC-3 liên kết với một dung lượng 155,52 Mbit/s có thể chấp nhận lớn nhất 353207 tế bào ATM trên một giây. Không nhiều hơn 353 nghìn tế bào trên một giây có thể được đặt vào liên kết vật lý này. Kết quả, nó là nhiệm vụ của kỹ thuật lưu lượng để tạo ra hiệu quả cho việc dùng liên kết này với các hoạt động sau: loại bỏ lưu lượng đi từ giao diện liên kết nếu tốc độ lưu lượng là vượt quá tốc độ băng tần liên kết hoặc đặt thêm lưu lượng vào lưu lượng liên kết nếu tốc độ lưu lượng nhỏ hơn tốc độ băng tần liên kết. 6.4.3. Phân bổ tải trọng Trong nhiều trường hợp, nó tạo ra hoạt động để phân bổ lưu lượng dọc theo các trung kế lưu lượng song song hoặc trong một vài trường hợp dọc theo các tuyến khác nhau và các LSR trong mạng vật lý. Đối với hoạt động đầu tiên, nhiều trung kế lưu lượng được thiết lập giữa các node lân cận (liên kết giữa các LSR A - F), cho phép mỗi trung kế lưu lượng mang một phần của tổng tải lưu lượng. Phương pháp này là khá phổ biến và ngày nay được thực hiện trong nhiều mạng như là SS7. Trung kế lưu lượng Hình 6.4 Phân bổ tải trọng Hoạt động thứ hai, việc phân bổ các tải lưu lượng vào vào các trung kế khác nhau và các node khác nhau trong mạng. Đây là vấn đề khá phức tạp. B C E A F D 6.4.4. Các thuộc tính trung kế lưu lượng MPLS TE thiết lập các thuộc tính sau cho các trung kế lưu lượng : - Sự phù hợp với ý tưởng về lớp tương đương chức năng (FEC), một trung kế lưu lượng là một sự hoà hợp của các luồng lưu lượng thuộc về cùng một lớp. Ví dụ nó có thể muốn đặt các lớp lưu lượng khác nhau vào một FEC nếu bản chất lưu lượng là không cần thiết. - Một trung kế lưu lượng có khả năng đóng gói một FEC giữa bất cứ LSR lối vào và LSR lối ra nào. - Các trung kế lưu lượng thông qua nhãn FEC là khả năng định tuyến. - Một trung kế lưu lượng có thể được di chuyển từ một đường tới đường khác điều này có nghĩa nó khác biệt LSP mà nó đi qua. - Một trung kế lưu lượng là không định hướng nhưng trong thực tế 2 trong các trung kế này có thể liên kết với nhau miễn là chúng được tạo ra và huỷ bỏ đồng thời. Sự kết hợp này được gọi là một trung kế lưu lượng hai chiều (BTT). Hai BTT không phải đi qua các tuyến vật lý giống nhau mặc dù nó muốn làm điều đó nếu hai luồng là cặp chặt chẽ đối với vấn đề ảnh hưởng thời gian thực. Ví dụ, nếu một trung kế lưu lượng đi qua nhiều LSR hơn đối tác của nó, nó có thể ảnh hưởng tới chất lượng của sự tác động qua lại. Trong bất cứ, trường hợp nào, một BTT được gọi là cấu hình đối xứng nếu các trung kế lưu lượng nằm trên cùng tuyến vật lý, và gọi là cấu hình bất đối xứng nếu chúng được định tuyến qua các tuyến vật lý khác nhau. Thuộc tính của trung kế lưu lượng đối với kỹ thuật lưu lượng Một trung kế lưu lượng có các tham số để nhận diện các thuộc tính của nó. Lần lượt, các thuộc tính này ảnh hưởng tới đặc trưng hoạt động của nó, đó là cách lưu lượng được xử lý bởi mạng. Giá trị thuộc tính được phân bởi quản lý mạng hoặc bởi phần mềm có khả năng tự động kiểm tra FEC tiêu chuẩn (các địa chỉ, chỉ số cổng và PID) và thiết lập các tham số. Các thuộc tính quan trọng của trung kế lưu lượng đối với kỹ thuật lưu lượng được liệt kê ở đây. - Thuộc tính tham số lưu lượng. - Thuộc tính hợp đồng. - Thuộc tính lựa chọn và duy trì tuyến. - Thuộc tính ưu tiên. - Thuộc tính dành riêng trước. - Thuộc tính đàn hồi. Tham số lưu lượng và thuộc tính hoạt động Hai thuộc tính này được nhóm cùng nhau bởi vì mối quan hệ đóng của chúng. Chúng tương tự như điều khiển tham số sử dụng (UPC) của ATM. Cả MPLS TE và ATM UPC đều chiếm lấy FEC của lưu lượng, lưu lượng điều khiển và giám sát, và kiểm tra giá trị của lưu lượng đi vào mạng tại node lối vào. ATM UPC lưu giữ toàn bộ mạng và tạo nên sự chắc chắn để chỉ các giá trị VPI và VCI được đi vào mạng. Đối với MPLS, hoạt động tương đương này đòi hỏi việc giám sát các FEC và liên kết các nhãn. Một vài đặc điểm khác cần thiết đối với các thuộc tính này: - Khả năng phát hiện từ chối lưu lượng. - Khả năng với các tham số thay đổi được kiểm tra. - Một đáp ứng nhanh chóng tới các người dùng đang vi phạm thoả thuận của họ. - Giữ các hoạt động của người dùng từ chối trong suốt tới người dùng từ chối. Thuật toán tốc độ gói và gói chung (GC/PRA) Nhiều hoạt động dùng thuật toán tốc độ gói chung ATM cho hoạt động hợp đồng thực hiện. Hình 6.5 chỉ ra 2 thuật toán khả thi đối với GC/PRA được thực hiện như một thuật toán thời gian ảo hoặc thuật toán leaky bucket trạng thái tiếp diễn. Hai thuật toán phục vụ cùng mục đích : tạo ra sự chắc chắn để các tế bào làm theo (đến trong giới hạn thời gian đến mong đợi) hoặc không làm theo (đến sớm hơn giới hạn thời gian đến mong đợi). Thuật toán ứng dụng cho các tế bào, các gói, các khung các khối dữ liệu giao thức riêng biệt. Hai định nghĩa cần giải thích là: đầu tiên, thời gian tới lý thuyết (TAT) là thời gian tới danh nghĩa của tế bào từ nguồn, giả sử nguồn gửi các tế bào với khoảng cách ngang nhau. Thứ hai, tham số k là tế bào thứ k trong một dòng tế bào trên cùng kết nối kênh ảo. TAT<Ta(k) ? TAT >Ta(k)+L ? TAT=Ta(k) TAT=TAT+I Tế bào hợp lệ Tế bào không hợp lệ Thuật toán thời gian ảo Tế bào đến tại thời điểm Ta(k) yes no yes no X’>L ? X’<0 ? X’=X-Ta(k)-LCT X’=0 Tế bào khônng hợp lệ Tế bào đến tại thời điểm Ta(k) no no yes yes Thuật toán gáo rò trạng thái tiếp diễn Hình 6.5 Thuật toán tốc độ tế bào chung (GCRA) Đưa ra hai định nghĩa này, thuật toán thời gian ảo hoạt động như sau: - Sau khi, tế bào đầu tiên Ta(1) đến, TAT khởi tạo thời gian hiện thời. - Sau đó, nếu thời gian đến của tế bào thứ k (Ta(k)) là trễ hơn giá trị hiện tại của TAT, (trong lưu đồ thuật toán là TAT < Ta(k)) thì tế bào là phù hợp và TAT được cập nhật Ta(k), cộng thêm số gia I. - Nếu thời gian đến của tế bào thứ k (Ta(k)) là nhỏ hơn TAT và lớn hơn hoặc bằng TAT – L (trong lưu đồ thuật toán là TAT > Ta(k) + L) thì tế bào cũng phù hợp và TAT được cộng thêm số gia I. - Tế bào không phù hợp nếu thời gian đến của tế bào thứ k là nhỏ hơn TAT – L, trong trường hợp này TAT không thay đổi. Thuật toán tiếp theo là thuật toán gáo rò (leaky bucket) được xem như một cái gáo có dung tích hạn chế mà bị chảy ra ngoài liên tục với tốc độ là một đơn vị dung tích trên một đơn vị thời gian. Dung tích của nó được tăng lên bởi việc cộng thêm số gia I đối với mỗi tế bào hợp lệ. Ở trạng thái bình thường, nếu tế bào đến, dung lượng của gáo là nhỏ hơn hoặc bằng giới hạn L thì tế bào là hợp lệ. Còn với các trường hợp còn lại nó không hợp lệ. Dung tích gói là L + I (vượt qua giới hạn bộ đếm). Thuật toán gáo rò hoạt động như sau: - Khi tế bào đầu tiên Ta(1) đến, dung tích của gáo X được lập là 0 và thời gian hợp lệ cuối cùng là Ta(1). - Tại thời điểm tế bào thứ k (Ta(k)) đến, dung tích gáo được cập nhật là X’. Với sự cập nhật này, sau khi tế bào hợp lệ cuối cùng đến, X’ bằng dung tích gáo X trừ đi dung tích gáo bị chảy ra từ khi tế bào hợp lệ cuối cùng đến. Trong lưu đồ thuật toán là: X’=X-Ta(k)-LCT. - Dung tích của gáo không được phép từ chối khi X’=0. Trong lưu đồ thuật toán là X’<0. - Nếu X’ nhỏ hơn hoặc bằng giá trị giới hạn L thì tế bào là hợp lệ và dung tích gáo X được thiết lập là X’+I cho tế bào hiện thời và LCT được thiết lập tới thời gian hiện tại là Ta(k). - Nếu X’ lớn hơn L thì tế bào là không hợp lệ và giá trị của X và LCT không thay đổi.