Kỹ thuật lưu lượng (traffic engineering)

[nervetnova]

Sự cần thiết của kỹ thuật lưu lượng trong Internet

Việc cung cấp chất lượng dịch vụ (QoS) và khả năng kỹ thuật lưu lượng trên Internet ngày càng quan trọng, đặc biệt là hỗ trợ các dịch vụ đòi hỏi thời gian thực. Để phục vụ mục đích đó, Internet hiện nay phải được nâng cao với kỹ thuật mới, đó là MPLS đóng vai trò chính trong mạng IP, với tính năng kỹ thuật lưu lượng và QoS.

Internet có thể được xem như là một tập các AS (Autonomous System) truyền thông với nhau và chúng sử dụng giao thức EGP (Exterior Gateway Protocol). Giao thức IGP (Interior Gateway Protocol) thực thi trong các AS để cung cấp các kết nối giữa các router. Các giao thức định tuyến link – state như IS – IS và OSPF là giao thức IGP. EGP hiện thời được sử dụng là BGP4. Tuy nhiên, giao thức BGP thực thi trong các AS để cung cấp sự truyền thông full – mesh IBGP giữa các IBGP đồng đẳng. Các IBGP này có thể không kết nối trực tiếp với nhau, do đó, cần phải có một IGP như OSPF hay IS – IS để cung cấp thông tin định tuyến đích hoặc chặng kế tiếp cho IBGP. Các giao thức định tuyến link – state IGP được dùng để phân phối thông tin về tất cả các liên kết trong mạng. Mỗi router trong AS dùng các thông tin này để tính toán con đường ngắn nhất đến mọi đích trong mạng bằng thuật toán con đường ngắn nhất. Sau đó router xây dựng một bảng chuyển tiếp, kết hợp địa chỉ tiền tố với liên kết của chặng kế tiếp. Khi một gói đến một router, bảng chuyển tiếp được sử dụng, và gói được chuyển tiếp theo con đường đã được chỉ định trong bảng dựa vào địa chỉ IP. Cách này tốt trong mạng có mô hình mạng thưa thớt. Ngược lại, trong mạng dày đặc, cách tiếp cận này có thể dẫn đến việc mất cân bằng tải. Các liên kết không nằm trên con đường đó sẽ không được tận dụng mặc dù lưu lượng mạng đang cao. Điều này dẫn đến lãng phí băng thông trên các đường trung kế mặc dù các con đường đó vẫn còn được sử dụng tốt. Vấn đề này được khắc phục bằng việc tính toán lại các metric của liên kết bằng các giao thức định tuyến và áp đặt sự cân bằng tải không cùng giá trị trên các liên kết. Tuy nhiên, cách này không cung cấp một sự dư thừa động và không được xem như là đặc điểm của giao thức và khả năng của mạng khi thực hiện định tuyến.

Trong hình C-2, nhà cung cấp dịch vụ thực thi giao thức IGP (ví dụ: OSPF). Dựa trên sự tính toán giá trị thì con đường R1 – R2 – R6 – R8 được xác định là con đường tốt nhất. Tất cả lưu lượng di chuyển trên mạng trục từ R1 đến R8 được định tuyến trên con đường này. Điều này dẫn đến đường truyền R1 – R4 – R8 và đường R1 – R2 – R5 – R7 – R8 không được sử dụng. Trong khi đó, con đường R1 – R2 – R6 – R8 lại chịu tải quá nặng.

[nervetnova]

Thay đổi metric là ngược với kỹ thuật lưu lượng MPLS

Mạng IP đã có điểm yếu là chỉ có một cơ chế điều khiển các luồng lưu lượng là thay đổi metric của đường truyền trong các giao thức IGP như là OSPF. Tuy nhiên, cách làm như vậy sẽ làm thay đổi tất cả các gói đi qua liên kết này. Các cách này không cung cấp một sự tối ưu động và không được xem là đặc điểm của lưu lượng và khả năng của mạng khi thực hiện các quyết định định tuyến.


Trong mạng kỹ thuật lưu lượng MPLS, bất kỳ con đường chuyển mạch nhãn (LSP) nào cũng đều có thể được thay đổi động từ một con đường tắt nghẽn đến một con đường khác. Điều này thể hiện một sự hiệu quả trong mạng IP, bởi vì người quản trị mạng có thể cho mạng hoạt động với khả năng cao nhất trong điều kiện bình thường, và trước khi tắt nghẽn xuất hiện thì một vài lưu lượng có thể dễ dàng được chuyển đi bằng con đường khác. Hơn thế nữa, người quản trị mạng có thể sử dụng một thuật toán tổng quát để cung cấp một sự ánh xạ từ các luồng lưu lượng đến đường truyền vật lý mà không thể có được nếu sử dụng các cách trên.

MPLS TE cho phép các nhà cung cấp dịch vụ định nghĩa một con đường chính xác, tương tự như định tuyến nguồn, xuyên qua mạng của họ và điều khiển lưu lượng đi trên con đường đó. Kỹ thuật lưu lượng cũng thực thi cân bằng tải có chi phí không cân bằng dựa trên CEF trên các đường hầm.

[nervetnova]

Các thành phần kỹ thuật lưu lượng MPLS

Kỹ thuật lưu lượng MPLS sử dụng giao thức RSVP để tự động thiết lập và duy trì một đường hầm LSP qua đường trục MPLS bằng cách dùng giao thức báo hiệu. Các đường hầm được tính toán tại điểm đầu của đường hầm (router nguồn) dựa trên các tài nguyên sẵn có. IGP định tuyến lưu lượng một cách tự động. Một gói qua đường trục kỹ thuật lưu lượng MPLS trên một đường hầm đơn, đường kết nối từ ngõ vào đến ngõ ra. Có hai cơ chế được dùng để phân phối nhãn qua miền MPLS, đó là giao thức phân phối nhãn định tuyến dựa trên ràng buộc (CR-LDP) và giao thức giành trước tài nguyên (RSVP-TE).

Đường hầm LSP

LSR ngõ vào xác định các gói được gán cho một LSP riêng biệt trên chặng IBGP kế tiếp. LSR ngõ vào nhận biết được tiền tố ở xa-LSR ngõ ra, và các bộ định tuyến trong cùng AS thay đổi thông tin định tuyến sử dụng IBGP, không dùng EBGP, nó chỉ sử dụng EBGP để thực hiện truyền thông với LSR ngõ vào của AS khác. Đường hầm LSP cung cấp một cơ chế cho việc điều khiển các gói đi qua mạng MPLS. Đường hầm được thiết lập và định tuyến một cách chính xác và có một tập các cơ chế QoS kèm theo. Bản tin path mang thông tin về con đường định tuyến chính xác sẽ được chuyển đi và được sử dụng trong một khoảng thời gian để xác định tài nguyên cần thiết cho con đường. Bản tin reservation được gửi lại để đáp ứng cho bản tin path. Khi sử dụng RSVP, các tham số về QoS sẽ được thực hiện. Đường hầm LSP là một chiều. Router nguồn được xem như là đầu, và router đích được xem là đích của đường hầm: con đường chuyển đi độc lập với con đường quay về của một luồng IP. Vì thế, đường hầm LSP hỗ trợ rất tốt cho kỹ thuật lưu lượng của các luồng lưu lượng IP.


Phân phối các thông tin định tuyến ràng buộc

Sự phân phối các thông tin ràng buộc phải được thực hiện để có thể tìm một con đường xuyên qua mạng. Nó sử dụng các phiên TCP giữa các LSR ngang cấp và gửi các bản tin phân phối nhãn dọc theo các phiên. Và nó phân phối các bản tin điều khiển. Đường hầm kỹ thuật lưu lượng LSP phải được định tuyến với việc nhận biết tải lưu lượng mà chúng phải mang. Các thông tin ràng buộc phải được phân phối thông qua mạng MPLS một cách chắc chắn. Cơ chế “flooding” được dùng bởi các giao thức định tuyến link – state như OSPF và IS – IS có thể giúp cho việc tạo một sự ràng buộc về tài nguyên và bằng chuyển tiếp để chuyển các gói đi.

Các giao thức định tuyến distance vector (DV) như RIP thì không phù hợp cho công việc quảng bá này bởi vì giới hạn nhận biết về cấu hình mạng của giao thức này hạn chế chỉ ở những láng giềng xung quanh. Đường dẫn xác định dùng giao thức DV sẽ rất phức tạp, bởi vì bảng định tuyến DV không đủ thông tin để tính toán một con đường khác bằng cách dùng kỹ thuật lưu lượng.

Gán lưu lượng cho đường hầm

Các đặc tính định tuyến được tích hợp tự động gán lưu lượng cho các đường hầm bằng cách sử dụng thuật toán con đường đầu tiên ngắn nhất (SPF). Thuật toán SPF bắt đầu từ một node, gọi là gốc, và sau đó xây dựng một cây con đường ngắn nhất tại node đó. Tại mỗi vòng lặp của thuật toán, có một danh sách tạm chứa các node đang được lựa chọn (ban đầu, danh sách chỉ chứa node gốc). Tổng quát, các con đường từ danh sách tạm đến node gốc không nhất thiết là ngắn nhất. Tuy nhiên trong các danh sách tạm này có tồn tại một node mà từ nó đến node gốc là ngắn nhất. Vì vậy, tại mỗi vòng lặp của thuật toán lấy từ danh sách tạm node mà có khoảng cách ngắn nhất đến node gốc. Node này sau đó được cộng vào cây SPF và loại nó ra hỏi danh sách tạm này. Khi một node được thêm vào cây SPF, các node không có trong cây đó nhưng là láng giềng của node đang xét sẽ được xem xét tiếp là có thể được thêm vào hay thay đổi danh sách tạm. Thuật toán lặp lại lần nữa, nếu muốn tìm con đường ngắn nhất từ node gốc đến các node khác, thuật toán sẽ dừng khi danh sách tạm trở nên giống, nếu muốn tìm con đường ngắn nhất từ node gốc đến một node đặc biệt, thuật toán sẽ dừng khi node này được thêm vào cây SPF. Lưu lượng có thể gán cho đường hầm LSP dựa trên chặng tiếp theo BGP hoặc dùng các tham số lớp dịch vụ (CoS).

[nervetnova]

Định tuyến lại

Các mạng sử dụng kỹ thuật lưu lượng phải đáp ứng sự thay đổi trong mạng và duy trì sự ổn định. Bất kỳ liên kết hay node nào hỏng sẽ không phá hỏng các dịch vụ mạng có ưu tiên cao, đặc biệt các lớp dịch vụ cao. Định tuyến lại nhanh là một cơ chế chỉ làm hỏng các dịch vụ nhỏ nhất và định tuyến lại được tối ưu bằng một sự thay đổi mô hình mạng. Việc định tuyến lại được hỗ trợ bởi hai giao thức CR-LDP và RSVP.

Định tuyến lại nhanh
Tái định tuyến nhanh MPLS cung cấp một cơ chế tự động định tuyến lại lưu lượng trên một LSP nếu một node hay liên kết trên các LSP hỏng. Tái định tuyến nhanh được hoàn thành bởi việc tính toán trước và thiết lập “con đường LSP bảo vệ” trước giữa router nguồn và router đích. Mỗi liên kết hoặc node trong mạng MPLS có thể được bảo vệ nhờ LSP bảo vệ. LSP này cung cấp một con đường thứ hai cho dữ liệu đang được gửi qua con đường LSP chính sẽ truyền qua nếu node hoặc liên kết trên LSP chính bị hỏng. Theo lý thuyết, một bộ định tuyến có thể được tái định tuyến các gói ngay khi nhận được sự kiện. Sẽ không có sự mất gói hoặc các dịch vụ ngừng hoạt động trong suốt quá trình chuyển sang con đường thứ hai đó.

Trong MPLS, kỹ thuật ghép nối và xếp chồng được tận dụng để kích hoạt sự phục hồi của các đường hầm LSP. Định tuyến lại nhanh cung cấp sự bảo vệ liên kết cho các LSP, nếu các LSP này hỏng thì sẽ được định tuyến lại thông qua các giao thức IGP hoặc RSVP.

Hoạt động của việc định tuyến lại

Hình dưới đây trình bày cách bảo vệ liên kết định tuyến lại được dùng để bảo vệ lưu lượng được mang trên đường hầm TE giữa thiết bị R1 và R9. (R1 tới R9 được xem là đường hầm chính và được gán nhãn mặc định là 37,14). Để bảo vệ liên kết R2 – R3, tạo một đường hầm dự phòng là R6 – R7. Khi R2 thông báo rằng liên kết giữa R2 và R3 không còn sẵn sàng nữa, thì nó sẽ chuyển tiếp lưu lượng tới đích bằng đường hầm dự phòng. Việc đẩy nhãn 17 vào gói đích sau khi thực hiện việc hoán đổi nhãn (thay thế nhãn 37 thành nhãn 14) trên đường hầm dự phòng.

Định tuyến lại được tối ưu

Định tuyến lại nhanh có thể dẫn đến kết quả không tối ưu lắm trên các con đường sử dụng kỹ thuật lưu lượng. Điểm chính ở đây là tự động đáp ứng lỗi cũng tốt như tạo mới hoặc phục hồi con đường LSP . Hơn nữa, khi hỏng hóc bị phát hiện, nó cần thông báo cho phía đầu (ngõ vào) đường hầm LSP. Đầu đường hầm này có thể được tính toán để được con đường tối ưu hơn. Lưu lượng có thể được chuyển đi trên đường hầm LSP mới.

Một tính năng của lớp 2 được gọi là bridge – and – roll hoặc make – before – break. Đây là khả năng thiết lập một VC mới trong khi vẫn tồn tại VC hiện hành. Vấn đề ở đây là: giả sử các con đường mới hoặc con đường đang tồn tại cho một đường hầm yêu cầu tài nguyên từ các liên kết phổ biến. Tuy nhiên, một hoặc nhiều liên kết không có khả năng để nhận con đường thứ hai. Đầu tiên đường hầm phải bị hủy bỏ và sau đó thiết lập lại con đường mới. Nhưng nếu các liên kết có thể nhận ra con đường thứ hai này như con đường đang tồn tại, thì con đường này được chấp nhận.


Dùng RSVP trong kỹ thuật lưu lượng, con đường thứ hai cho đường hầm được hình dung như một nguồn khác bằng việc mang path ID như một sự nhận diện nguồn. Khi một nguồn (điểm đầu của đường hầm) muốn định tuyến lại, nó gửi một bản tin path cho một đường hầm mới. Bản tin này đánh cùng tên cho đường hầm, nhưng với một path ID mới. Với các liên kết không phổ biến, thì bản tin path như một request. Còn các con đường phổ biến, thì không có tài nguyên nào được cấp phát. Con đường cũ bị hủy bỏ, và con đường mới này được sử dụng.

Phương pháp thiết lập con đường chuyển mạch thứ hai (dự phòng) có những lợi ích sau :

- Việc tính toán con đường được giảm nhiều. Chỉ có một con đường đơn được thêm vào giữa chuyển mạch nguồn và chuyển mạch đích của con đường được bảo vệ cần được tính toán. Hơn nữa, việc tính toán cả hai con đường chính và con đường thứ hai có thể được định vị tại chuyển mạch đơn để tránh nhiều vấn đề có thể xảy ra khi việc tính toán đó được phân phối giữa các bộ chuyển mạch.

- Số lượng báo hiệu thiết lập LSP là nhỏ nhất. Với sự mở rộng RSVP hoặc LDP, chuyển mạch đơn tại ngõ vào của con đường được bảo vệ có thể khởi tạo việc cấp phát nhãn cho cả hai con đường chính và thứ hai.

- Chuyển mạch nguồn phát hiện luồng lưu lượng ngược, nó có thể dừng gửi lưu lượng xuôi dòng của con đường chính và bắt đầu gửi lưu lượng trực tiếp dọc theo con đường thứ hai. Chú ý rằng đây là kỹ thuật này sắp xếp lại gói dữ liệu trong suốt tiến trình định tuyến lại con đường.

[opnet]

Hiện tôi đang có bản mô phỏng OPNET Modeler, hỗ chợ rất tốt cho MPLS
- MPLS TE
- MPLS VPN
-MPLS QoS

Nếu bạn cần, chúng tôi sẽ phục vụ cài đặt tận tình
Giá cả:
30 USD cho 1 PC
100 USD cho 5PC
150 USD cho > 10 PC

chạy thử miễn phí !!!!!
phục vụ tận tình
địa bàn HN
xim tham khảo tại www.opnet.com
lien he luongvietthang101010@yahoo.com

[pubreg]

Hiện tôi đang có bản mô phỏng OPNET Modeler, hỗ chợ rất tốt cho MPLS
- MPLS TE
- MPLS VPN
-MPLS QoS

Nếu bạn cần, chúng tôi sẽ phục vụ cài đặt tận tình
Giá cả:
30 USD cho 1 PC
100 USD cho 5PC
150 USD cho > 10 PC

chạy thử miễn phí !!!!!
phục vụ tận tình
địa bàn HN
xim tham khảo tại www.opnet.com
lien he luongvietthang101010@yahoo.com


Đây là bản OPNET Modeler 14.0 PL3 đã gồm keygen
http://rapidshare.com/users/H3UCAN

[hafthanhf]

@pubreg: bác có thể cho em xin nick Ym của bác ko ạ, kiến thức về OPNET của em còn kém quá.
Ym của em: hafthanhf

[pubreg]

@pubreg: bác có thể cho em xin nick Ym của bác ko ạ, kiến thức về OPNET của em còn kém quá.
Ym của em: hafthanhf

Mình cũng đang bắt đầu tìm hiểu thôi mà cũng không có nhiều thời gian.

[dangquangminh]

Tôi thấy vấn đề phần mềm OPNET cũng có nhiều bạn quan tâm. Ai rành về vấn đề này xin viết một bài TUTOR.

Cám ơn trước.

[hafthanhf]

Tutorial tự viết thì mình chưa đủ trình, sẵn tìm được mấy file tutorial trong OPNET IT guru, post lên đây mọi người cùng xem

[hafthanhf]

Tutorial tiếp nè:

[skyline-1]

Các bạn làm ơn cho hỏi, trong lúc đọc tài liệu mình có thấy thuật ngữ "thuật toán phát hiện luồng" - "flow detection algorithm" có ai biết về thuật toán này làm gì ko. Thnk

[brightofside]

ai cos bai lab ve mo phong luu luong trong MPLS khong su dung rsvp

[nggianglx]

thanks 4 shared

[mr.mjnhvn]

em đang làm đề tài " Quản lý lưu lượng Internet" mà lờ mờ về cái này quá, mấy a có tài liệu hay hướng đi cho đề tài thì giúp em với 8-|