Đề tài Nghiên cứu IP trên nền các mạng quang WDM và kỹ thuật lưu lượng IP/WDM

Như vậy, sau một thời gian tìm hiểu, nghiên cứu em đã hoàn thành đồ án “Kĩ thuật lưu lượng IP/WDM”. Đồ án đã trình bày được các nội dung sau: • Chương I: chương này đã trình bày khái niệm mạng IP/WDM, đưa ra ba xu hướng chồng giao thức cho mạng này, các ưu nhược điểm của từng xu hướng và lí do vì sao IP/WDM lại được chọn là giải pháp cho tương lai. • Chương II: chương II bắt đầu bằng việc trình bày một số phương pháp mô hình hoá lưu lượng viễn thông trong các mạng thoại cũng như mạng dữ liệu, các mô hình bảo vệ và tái cấu hình trong mạng IP/WDM. Tiếp theo là khái niệm kĩ thuật lưu lượng IP/WDM – kĩ thuật để tối ưu hoá sự tận dụng tài nguyên mạng. Tiếp theo, hai mô hình cho kĩ thuật lưu lượng IP/WDM là mô hình chồng lấn và mô hình tích hợp cũng như ưu, nhược điểm của từng mô hình đã được giới thiệu. Kĩ thuật lưu lượng IP/WDM gồm có kĩ thuật lưu lượng IP/MPLS và kĩ thuật lưu lượng WDM. Kĩ thuật lưu lượng IP/MPLS được ứng dụng để cân bằng tải giữa các thành phần mạng và giám sát mạng còn kĩ thuật lưu lượng WDM sẽ được trình bày trong chương III. • Chương III: kĩ thuật lưu lượng WDM lợi dụng đặc điểm một mạng WDM vật lí có thể hỗ trợ nhiều mô hình ảo đường đi ngắn nhất khác nhau. Do đó, nó sẽ được dùng để tái cấu hình các đường đi ngắn nhất sao cho có khả năng thích nghi với các kiểu lưu lượng và tuỳ theo các điều kiện ràng buộc mạng WDM vật lí. Mỗi mô hình ảo IP trên nền các mạng WDM là một mô hình IP. Để thiết kế mô hình ảo, một số thuật toán dựa trên kinh nghiệm cũng đã được trình bày. Phương pháp dịch chuyển mô hình ảo sao cho giảm thiểu ảnh hưởng lên lưu lượng người sử dụng cũng đã được nêu ra. Chương này tập trung đi sâu về tái cấu hình cho các mạng WDM chuyển mạch gói. Trong khi tái cấu hình trong IP trên nền WDM có khả năng tái cấu hình chủ yếu dựa trên giám sát mức mạng (đối với một mô hình đường đi ngắn nhất ảo nhất định), và do đó, dễ dàng triển khai và tin cậy hơn thì tái cấu hình cho WDM chuyển mạch gói đòi hỏi quyết định song song động (nghĩa là sẽ đòi hỏi tính đồng bộ giữa các bộ quyết định) nên nó phức tạp và ít tối ưu hơn. Tuy nhiên, nó lại có tính mềm dẻo và ở mức độ nào đó lại có tính động hơn vì mạng này thường xảy ra tái cấu hình đường đi ngắn nhất hơn.

doc106 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 04/05/2013 | Lượt xem: 1783 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đề tài Nghiên cứu IP trên nền các mạng quang WDM và kỹ thuật lưu lượng IP/WDM, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
thái tuyến nối tăng cường, chẳng hạn như OSPF mở rộng. Thông tin trạng thái tuyến nối liên quan tới WDM có thể được triển khai theo cơ sở dữ liệu TE riêng rẽ hoặc được tích hợp vào cơ sở dữ liệu trạng thái tuyến nối bộ định tuyến tiêu chuẩn. Thông tin yêu cầu cho kĩ thuật lưu lượng có thể được thu thập thông qua tràn ngập LSA mờ OSPF. Hình 4.2 Kiến trúc phần mềm cho kĩ thuật lưu lượng tích hợp trong mạng IP/WDM Báo hiệu bước sóng có thể hoàn thành các quyết định định tuyến bước sóng bằng cách triển khai ít nhất một trong số các chức năng sau: gán bước sóng, quyết định độ ưu tiên đường đi ngắn nhất, bước sóng đã được làm rỗng từ trước, bảo vệ/tái tạo đường đi ngắn nhất, và thiết lập/loại bỏ đấu chéo. Một chức năng cơ bản được hỗ trợ bởi báo hiệu là thiết lập và loại bỏ đấu chéo. Gán bước sóng đòi hỏi giao thức báo hiệu cục bộ phải có hiểu biết nhất định về sự sử dụng bước sóng và các điều kiện ràng buộc tính liên tục. Một chức năng tiên tiến của giao thức báo hiệu là hỗ trợ khái niệm các đường đi ngắn nhất đã được gán ưu tiên. Trong trường hợp như vậy, báo hiệu bước sóng có trách nhiệm phân xử tài nguyên nếu như xảy ra trường hợp hai đường đi ngắn nhất cùng muốn một bước sóng trong cùng một sợi quang. Hơn nữa, nó cũng có thể làm rỗng từ trước một bước sóng đang được sử dụng bởi một đường đi ngắn nhất có độ ưu tiên thấp để hỗ trợ đường đi ngắn nhất mới có độ ưu tiên cao hơn. Hơn thế, báo hiệu cũng có thể được sử dụng để hỗ trợ QoS thích ứng trong quá trình thiết lập đường đi ngắn nhất. Ví dụ như khi một phần của đường định tuyến lambda không hỗ trợ tốc độ bit yêu cầu, các vấn đề về QoS có thể được đàm phán nhờ việc sử dụng một giao thức báo hiệu bước sóng. Điều khiển truy nhập bước sóng được sử dụng để ánh xạ các gói tin IP lên bước sóng và quản lí bộ định tuyến IP lên tuyến nối WDM NE. Một mối quan tâm quan trọng là làm cách nào để thiết kế hàm ánh xạ gói tin lên bước sóng. Nói chung, nhiều đường đi ngắn nhất có thể tồn tại hoặc được xây dựng cho một node cho trước. Do vậy, cần phải có một quyết định xem mỗi gói tin IP sẽ sử dụng đường đi ngắn nhất nào. Hàm ánh xạ sẽ ánh xạ (sắp xếp) các gói tin riêng rẽ được phân biệt bởi các đặc tính IP (thông tin trong các mào đầu IP như là địa chỉ đích, địa chỉ nguồn, và loại dịch vụ…) lên các kênh bước sóng hoặc các đường đi ngắn nhất được đặc trưng bởi các đặc tính tầng vật lí WDM (ví dụ như tốc độ dữ liệu kết nối, OSNR của kênh quang, các hop sợi quang và tải kênh). Điều khiển truy nhập bước sóng cũng có trách nhiệm quản lí liên kết giữa các chức năng IP và WDM, ví dụ như trong quá trình tái cấu hình để tránh ảnh hưởng lên lưu lượng người sử dụng. Khi kĩ thuật lưu lượng được xem xét, mỗi node cần được trang bị các thành phần chức năng NE: bộ thu thập và phân tích dữ liệu thống kê, thuật toán tái cấu hình, lập thời gian biểu dịch chuyển và thuật toán CSPF quang. Chức năng của các thành phần này thì tương tự như các thành phần trong xu hướng chồng lấn. Tuy nhiên, chúng có thể được cấu hình theo một cách thức có tính phân tán cao hơn. Ví dụ như, một node có thể tập trung vào trạng thái của các đường đi ngắn nhất (xuất phát từ chính nó) trong quá trình lập thời gian biểu dịch chuyển. 4.4 Kĩ thuật lưu lượng IP - giao thức điều khiển mạng (IP TECP) Trong ba phần kế tiếp, giao diện giữa điều khiển mạng và kĩ thuật lưu lượng và giữa kĩ thuật lưu lượng IP và kĩ thuật lưu lượng WDM trong trường hợp kĩ thuật lưu lượng chồng lấn sẽ được miêu tả. Các giao diện này sẽ được giới thiệu trong ngữ cảnh mạng IP/WDM chồng lấn. Hình 4.3 Sơ đồ khối kĩ thuật lưu lượng cho tầng IP Hình 4.3 miêu tả các khối và các giao diện kĩ thuật lưu lượng cho tầng IP. Các khối kĩ thuật lưu lượng thông tin với các bộ định tuyến IP tham gia vào mạng ảo IP được xử lí kĩ thuật lưu lượng để nhận các thông tin tóm tắt định tuyến và các số liệu thống kê từ mỗi bộ định tuyến. Thông tin tóm tắt định tuyến bao gồm các mô tả chi tiết về mỗi bộ định tuyến biên IP và tất cả các giao diện IP của nó mà có thể kết nối tới một thiết bị cạnh mạng WDM. Các thuộc tính ví dụ của một cơ sở dữ liệu tóm tắt định tuyến là: ID bộ định tuyến ID giao diện Địa chỉ IP giao diện (nếu có) Địa chỉ cho điểm neo móc WDM (nếu có) Bước sóng hay sử dụng Các khuôn dạng tín hiệu được hỗ trợ Băng thông được hỗ trợ Trên đây là các thuộc tính cơ bản tương ứng với một giao diện IP. Có thể có các thông số liên quan tới dịch vụ và các thông số hướng chính sách nữa được xem xét. Khi một bộ định tuyến IP đã được kết nối với một bộ định tuyến IP khác thông qua mạng WDM mà mạng WDM này tham gia vào một mạng ảo IP được xử lí kĩ thuật lưu lượng thì khối kĩ thuật lưu lượng cần biết thông tin về các kết nối đang tồn tại. Tuy nhiên trong một vòng điều khiển đóng, cố định, hiểu biết đầy đủ về mô hình ảo IP hiện tại không dựa vào bất cứ một thực thể nào nằm ngoài khối kĩ thuật lưu lượng. Có điều này là bởi vì mô hình hiện tại là kết quả cuối cùng của thuật toán thiết kế mô hình. Các liên lạc giữa khối kĩ thuật lưu lượng và các bộ định tuyến IP có thể tuân theo SNMP. Kĩ thuật lưu lượng IP cũng cần giao tiếp với các node cạnh WDM hoặc thực thể kĩ thuật lưu lượng WDM. Khối kĩ thuật lưu lượng IP sẽ gửi các bản tin UNI thay mặt cho các bộ định tuyến IP tới các node cạnh WDM khác nhau theo một trật tự được xác định bởi khối lập thời gian biểu dịch chuyển. Các bản tin UNI này hoặc là sẽ dùng để xoá một đường đi ngắn nhất hoặc là sẽ tạo một đường đi ngắn nhất. Vì các mạng IP truyền thống đòi hỏi kết nối hai hướng giữa các bộ định tuyến liền kề và tầng máy khách là IP nên các hoạt động đối với đường đi ngắn nhất được yêu cầu bởi các bản tin UNI sẽ luôn áp dụng đối với một cặp đường đi ngắn nhất. Hai đường đi ngắn nhất đơn hướng của một cặp đường đi ngắn nhất cung cấp các kết nối theo các hướng ngược nhau giữa cùng cặp bộ định tuyến IP đó. Giả thiết tương tự được hỗ trợ bởi cơ chế báo hiệu đường đi ngắn nhất trong tầng WDM. IP TECP được sử dụng bởi kĩ thuật lưu lượng IP để thu thập thông tin từ mỗi bộ định tuyến IP cùng liên kết tới bộ chuyển mạch cạnh WDM. Ba loại thông tin được thu thập là: thông tin tóm tắt định tuyến, thông tin số liệu thống kê lưu lượng và thông tin kết nối ảo hiện tại. Thu thập thông tin được hỗ trợ bởi các bản tin IP TECP sẽ được định nghĩa trong phần dưới. Tất cả các bản tin TECP sử dụng chung một mào đầu được vẽ trên hình 4.4. 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 Phiên bản Chiều dài PDU Loại bản tin ID giao dịch (Tiếp tục) ID phía gửi ID phía nhận Hình 4.4 Khuôn dạng mào đầu TECP chung Định nghĩa các trường bản tin trong mào đầu TECP như sau: Version: giá trị phiên bản. Trường này sử dụng hai octet. PDU length: chiều dài tổng của PDU dưới dạng octet. Nó bao gồm cả mào đầu. Trường này sử dụng hai octet. Message type: trường này xác định kiểu bản tin và sử dụng hai octet. IP TECP đã định nghĩa các kiểu bản tin sau: InventoryReq: Loại bản tin này được gửi bởi khối kĩ thuật lưu lượng IP tới một bộ định tuyến để truy vấn tóm tắt bộ định tuyến. InventoryResp: Loại bản tin được gửi bởi một bộ định tuyến tới khối kĩ thuật lưu lượng IP tương ứng với một bản tin InventoryReq và để thông báo thông tin tóm tắt của bộ định tuyến gửi nó đi. TrafficReq: Loại bản tin này được gửi bởi khối kĩ thuật lưu lượng IP tới bộ định tuyến để truy vấn nhu cầu lưu lượng bộ định tuyến. TrafficResp: Loại bản tin này được gửi bởi một bộ định tuyến tới khối kĩ thuật lưu lượng tương ứng với một TrafficReq và để thông báo thông tin nhu cầu lưu lượng của bộ định tuyến gửi nó đi. ConnectionReq: Loại bản tin này được gửi bởi khối kĩ thuật lưu lượng tới một bộ định tuyến để truy vấn kết nối ảo hiện tại. ConnectionResp: Loại bản tin này được gửi bởi bộ định tuyến tới khối kĩ thuật lưu lượng tương ứng với ConnectionReq và để thông báo thông tin kết nối ảo hiện tại của bộ định tuyến gửi nó đi. ID giao dịch: trường này chỉ ra một bộ nhận dạng đặc biệt thể hiện sự quản lí để kết hợp các đáp ứng cho các yêu cầu tương ứng của chúng. Trường này sử dụng sáu octet. ID phía gửi: trường này chỉ ra nhận dạng của phía gửi bản tin. Nó sử dụng bốn octet. ID phía thu: trường này chỉ ra nhận dạng của phía nhận bản tin. Nó cũng sử dụng bốn octet. Bản tin yêu cầu tóm tắt và bản tin trả lời 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 ID giao diện Địa cấu hình IP giao diện Địa chỉ điểm truy nhập WDM Các khuôn dạng tín hiệu hỗ trợ Băng thông hỗ trợ Lambda dưới Lambda trên Hình 4.5 Khuôn dạng bản tin cho các bản tin tóm tắt Bản tin yêu cầu tóm tắt là bản tin InventoryReq. Loại bản tin này chỉ có phần mào đầu (nghĩa là không có phần tải tin). Bản tin trả lời tóm tắt là bản tin InventoryResp. Với loại bản tin này, ngoài mào đầu bản tin thông thường thì tải tin của bản tin này có khuôn dạng như trên hình 4.5. Các trường trong bản tin được định nghĩa như sau: ID giao diện: trường này chỉ ra nhận dạng của giao diện bộ định tuyến. Giao diện này kết nối giữa bộ định tuyến với mạng WDM tại địa chỉ điểm truy nhập WDM. Trường này có bốn octet. Địa chỉ IP giao diện: đây là địa chỉ của giao diện và nó gồm bốn octet. Địa chỉ điểm truy nhập WDM: đây là địa chỉ của điểm truy nhập WDM mà giao diện phía gửi có giá trị ID giao diện và địa chỉ IP giao diện kết nối với nhau. Trường này có bốn octet. Khuôn dạng tín hiệu được hỗ trợ: trường này chỉ ra tất cả các khuôn dạng tín hiệu được hỗ trợ bởi giao diện nhờ một vectơ bit. Nó sử dụng bốn octet. Băng thông được hỗ trợ: trường này chỉ ra băng thông lớn nhất có thể được hỗ trợ bởi giao diện dưới dạng Mbps. Trường này cũng có bốn octet. ID lambda cận trên: trường này cùng với trường dưới đây sẽ chỉ ra dải bước sóng ưa thích. Trường này chỉ ra giới hạn trên của dải bước sóng này nhờ sử dụng một nhận dạng lambda. Nếu như không có một tham chiếu nào thì trường này sẽ được đặt bằng ‘0’ và trường phía dưới sẽ bị bỏ qua. Trường này gồm hai octet. ID lambda cận dưới: trường này cùng với trường trên chỉ ra dải bước sóng ưa thích. Nó chỉ ra giới hạn dưới của dải nhờ sử dụng nhận dạng lambda. Nó gồm hai octet. Bản tin yêu cầu dữ liệu thống kê lưu lượng 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 Loại thống kê Tốc độ lấy mẫu Cửa sổ trung bình Khoảng thời gian báo cáo Hình 4.6 Khuôn dạng bản tin cho các bản tin yêu cầu dữ liệu thống kê lưu lượng Mã của loại bản tin này là TrafficReq. Khuôn dạng phần thân tải tin của bản tin này được vẽ trên hình 4.6. Các trường trong bản tin này được định nghĩa như sau: Trường thống kê: trường này chỉ ra cho phía nhận biết thứ cần giám sát bằng cách chỉ định kiểu thống kê. Nó có thể là mật độ lưu lượng tổng hoặc mật độ lưu lượng được ưu tiên khi diffserv được hỗ trợ. Trường gồm có hai octet. Tốc độ lấy mẫu: trường này cho phía thu biết phương thức thu thập các dữ liệu thống kê bằng cách chỉ ra một tốc độ lấy mẫu khuyến cáo. Phía thu có thể chọn bất cứ một tốc độ lấy mẫu nào không thô hơn tốc độ được khuyến cáo (nghĩa là tốc độ được chọn phải lớn hơn tốc độ được khuyến cáo). Trường này có hai octet. Cửa sổ trung bình: các bộ định tuyến thường mong chờ tiền xử lí các dữ liệu thống kê mà chúng thu thập cục bộ. Trường này chỉ ra cho mỗi phía thu (bộ định tuyến) một kích thước cửa sổ trung bình phù hợp theo thời gian. Trường này gồm có bốn octet. Khoảng thời gian báo cáo: trường này chỉ ra cho phía thu thời gian báo cáo dữ liệu thống kê cho khối kĩ thuật lưu lượng bằng cách chỉ ra khoảng thời gian giữa hai báo cáo. Trường này sử dụng bốn octet. Bản tin trả lời dữ liệu thống kê lưu lượng Mã của loại bản tin này là TrafficResp. Thân của loại bản tin này bao gồm hai phần. Một nửa đầu là bản tin TrafficReq nhận được, và nửa còn lại là thông tin dữ liệu thống kê. Khuôn dạng của nửa thứ hai thay đổi tuỳ theo loại dữ liệu thống kê. Trong kĩ thuật lưu lượng thì yêu cầu là một ma trận nhu cầu lưu lượng. Khuôn dạng bản tin tương ứng của nó được vẽ trên hình 4.7. 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 Loại dữ liệu thống kê Tốc độ lấy mẫu Cửa sổ trung bình Khoảng thời gian báo cáo ID bộ định tuyến lối ra Các dữ liệu thống kê ... Hình 4.7 Khuôn dạng bản tin cho các bản tin trả lời dữ liệu thống kê lưu lượng Các định nghĩa về trường trong bản tin như sau: Nhận dạng bộ định tuyến lối ra i: trường này chỉ ra bộ định tuyến lối ra cho lưu lượng, trong đó điểm vào của lưu lượng là phía gửi bản tin này đi. Trường này sử dụng bốn octet. Thống kê: trường này gắn vào dữ liệu thống kê. Nó có bốn octet. Bản tin yêu cầu và trả lời tình trạng kết nối ảo 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 ID chủ sở hữu đường đi ngắn nhất ID bộ định tuyến điểm đầu A ID giao diện điểm đầu A Địa chỉ IP điểm đầu A Địa chỉ điểm truy nhập WDM điểm đầu A ID bộ định tuyến điểm cuối Z ID giao diện điểm cuối Z Địa chỉ IP điểm cuối Z Địa chỉ điểm truy nhập WDM điểm cuối Z Bước sóng ưa thích Các khuôn dạng tín hiệu Băng thông hỗ trợ Hình 4.8 Khuôn dạng bản tin cho các bản tin trả lời tình trạng kết nối ảo hiện tại Mã của loại bản tin yêu cầu tình trạng kết nối ảo là ConnectionReq. Bản tin này chỉ chứa mào đầu bản tin TECP chung. Mã của loại bản tin trả lời tình trạng kết nối ảo là ConnectionResp. Khuôn dạng phần tải tin của nó được vẽ trên hình 4.8. Vì thực ra kết nối ảo liên quan tới các giao diện và node biên WDM và các bản tin UNI nên định nghĩa các trường của bản tin sẽ được trình bày trong phần IP/WDM UNI dưới đây. 4.5 Giao diện người sử dụng - mạng IP/WDM (UNI) IP/WDM UNI là giao diện giữa khối kĩ thuật lưu lượng IP và khối kĩ thuật lưu lượng WDM. Trong tầng WDM, kĩ thuật lưu lượng có thể là một thực thể tập trung hoặc một nhóm các khối phân tán tại các node biên mạng WDM. Trong trường hợp sau thì thực ra khối kĩ thuật lưu lượng IP sẽ giao diện với nhiều thực thể. Khuôn dạng bản tin UNI được thiết kế để hỗ trợ tập tối thiểu các chức năng báo hiệu UNI. Khuôn dạng này có thể mở rộng dễ dàng để bổ sung thêm các trường và các chức năng khác chẳng hạn như các thông số cho hợp đồng mức độ dịch vụ, các nhận dạng cho các nhóm khách khác nhau, và các thuộc tính an ninh và thanh toán (mà người khai thác mạng thực tế cần). Tất cả các bản tin UNI đều chứa một số phiên bản chỉ ra phiên bản của giao thức UNI đó, được theo sau bởi một dữ liệu chỉ ra kiểu bản tin. Chiều dài của bản tin UNI là cố định. Hình 4.9 miêu tả khuôn dạng bản tin UNI. 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 Phiên bản Loại bản tin UNI ID bộ khởi tạo ID chủ sở hữu đường đi ngắn nhất Số thứ tự yêu cầu ID bộ định tuyến điểm đầu A ID giao diện điểm đầu A Địa chỉ IP điểm đầu A Địa chỉ điểm truy nhập WDM điểm đầu A ID bộ định tuyến điểm cuối Z ID giao diện điểm cuối Z Địa chỉ IP điểm cuối Z Địa chỉ điểm truy nhập WDM điểm cuối Z Bước sóng ưa thích Các khuôn dạng tín hiệu Băng thông hỗ trợ Hình 4.9 Khuôn dạng bản tin IP/WDM UNI Các trường trong bản tin UNI gồm: Phiên bản: đây là số phiên bản của giao thức UNI đang được sử dụng. Kiểu bản tin UNI: đã có năm kiểu bản tin UNI được định nghĩa: yêu cầu tạo đường đi ngắn nhất (LCReq), trả lời tạo đường đi ngắn nhất (LCResp), yêu cầu xoá đường đi ngắn nhất (LDReq), trả lời xóa đường đi ngắn nhất (LDResp), và bẫy (Trap). ID bộ khởi tạo: đây là ID của bộ khởi tạo bản tin. Đối với một bản tin LCReq/LDReq, nó có thể là bộ định tuyến điểm đầu A hoặc một bên thứ ba được trao quyền như là khối kĩ thuật lưu lượng chẳng hạn. Đối với một bản tin LCResp/LDResp hoặc một bản tin Trap, nó có thể là thiết bị biên WDM điểm đầu A hoặc một bên thứ ba được trao quyền ví dụ như khối kĩ thuật lưu lượng. ID chủ nhân đường đi ngắn nhất: bất cứ một đường đi ngắn nhất nào đang tồn tại cũng có thể coi như là sự triển khai của bản tin LCReq. Đối với một đường đi ngắn nhất cho trước, trường này được gán bởi bộ khởi tạo bản tin LSReq (bản tin này đã tạo ra đường đi ngắn nhất này). Do đó, đối với bên đầu tiên đã tạo ra bản tin LCReq, trường này tương đương với ID bộ khởi tạo bản tin đó; đối với một LCReq được khởi tạo bởi một bên thứ ba được trao quyền, trường này có thể bằng với ID bộ khởi tạo hoặc được đặt giá trị của ID bộ định tuyến điểm đầu A. Giá trị của trường này được sử dụng bởi tất cả các loại bản tin phù hợp với đường đi ngắn nhất chỉ định đó. Số thứ tự yêu cầu: một số thứ tự yêu cầu được gán cho mỗi bản tin loại yêu cầu để phân biệt giữa các yêu cầu còn tồn tại. Số này được sao chép lại từ bản tin loại trả lời tương ứng để gắn nó với yêu cầu ban đầu. ID bộ định tuyến điểm đầu A: đây là ID bộ định tuyến đầu cuối của đường đi ngắn nhất. ID giao diện điểm đầu A: đây là cổng vật lí của bộ định tuyến đầu cuối của đường đi ngắn nhất. Địa chỉ IP điểm đầu A: đây là cổng logic của bộ định tuyến đầu cuối của đường đi ngắn nhất. Địa chỉ điểm truy nhập WDM điểm đầu A: đây là cổng vào của thiết bị biên WDM tại đầu cuối của đường đi ngắn nhất. ID bộ định tuyến điểm cuối Z: đây là ID của bộ định tuyến cuối của đường đi ngắn nhất. ID giao diện điểm cuối Z: đây là ID giao diện bộ định tuyến cuối của đường đi ngắn nhất. Địa chỉ IP điểm cuối Z: đây là cổng logic của bộ định tuyến cuối của đường đi ngắn nhất. Địa chỉ điểm truy nhập WDM điểm cuối Z: đây là cổng ra của thiết bị biên WDM tại điểm cuối của đường đi ngắn nhất. Bước sóng ưa thích: trường này là tuỳ chọn và chỉ được sử dụng bởi các bản tin LCReq để chỉ ra các bước sóng ưa thích. Khuôn dạng tín hiệu: trường này là tuỳ chọn và chỉ được sử dụng bởi các bản tin LCReq để chỉ ra các khuôn dạng tín hiệu được hỗ trợ. Băng thông được hỗ trợ: trường này là tuỳ chọn và chỉ được sử dụng bởi các bản tin LCReq để chỉ ra băng thông hoặc dải băng thông được hỗ trợ. Tiếp theo, đồ án sẽ trình bày cụ thể từng loại bản tin UNI trong năm loại bản tin UNI cơ bản là: yêu cầu tạo đường đi ngắn nhất, trả lời tạo đường đi ngắn nhất, yêu cầu xoá đường đi ngắn nhất, trả lời xóa đường đi ngắn nhất và bẫy. Yêu cầu tạo đường đi ngắn nhất Bản tin yêu cầu tạo đường đi ngắn nhất được gửi từ một thực thể IP tới một thực thể WDM thông qua kênh điều khiển (có thể là trong băng hoặc ngoài băng). Một thực thể IP trong ngữ cảnh này có thể là một bộ định tuyến IP có ít nhất một giao diện được kết nối trực tiếp tới một thiết bị biên WDM, hoặc một bên thứ ba được trao quyền trong tầng IP giống như khối kĩ thuật lưu lượng. Tương tự như vậy, một thực thể WDM có thể là một thiết bị biên WDM như là WADM hoặc một thiết bị điều khiển trong tầng WDM giống như bộ tính toán tuyến đường đi ngắn nhất. Một bản tin yêu cầu tạo đường đi ngắn nhất phải xác định các trường sau trong bản tin UNI (nghĩa là tập thông số được xác định): Phiên bản Loại bản tin UNI ID bộ khởi tạo ID chủ nhân đường đi ngắn nhất Số thứ tự yêu cầu ID bộ định tuyến điểm đầu A Địa chỉ IP điểm đầu A ID bộ định tuyến điểm cuối Z Địa chỉ IP điểm cuối Z Và một cách tuỳ chọn, bản tin yêu cầu tạo đường đi ngắn nhất có thể xác định các trường sau của bản tin UNI (nghĩa là tập thông số tuỳ chọn): ID giao diện điểm đầu A Địa chỉ điểm truy nhập WDM điểm đầu A ID giao diện điểm cuối Z Địa chỉ điểm truy nhập WDM điểm cuối Z Bước sóng ưa thích Khuôn dạng tín hiệu Băng thông hỗ trợ Trả lời tạo đường đi ngắn nhất Một thiết bị biên WDM tạo ra một bản tin trả lời tạo đường đi ngắn nhất tương ứng với sau khi xử lí tất cả các bản tin yêu cầu tạo đường đi ngắn nhất. Bản tin trả lời tạo đường đi ngắn nhất đó được gửi tới bộ tính toán tuyến đường đi ngắn nhất và bộ khởi tạo bản tin yêu cầu tạo đường đi ngắn nhất. Một bản tin trả lời tạo đường đi ngắn nhất có các trường xác định sau (các giá trị phải được thiết lập bởi bộ khởi tạo bản tin): Phiên bản Loại bản tin UNI ID bộ khởi tạo Địa chỉ điểm truy nhập WDM điểm đầu A Địa chỉ điểm truy nhập WDM điểm cuối Z ID bộ định tuyến điểm cuối Z ID giao diện điểm cuối Z Địa chỉ IP điểm cuối Z Bản tin cũng có thể có một tập thông số sao chép (các giá trị giống như các trường tương ứng của bản tin yêu cầu) mà có các thuộc tính sau: ID chủ nhân đường đi ngắn nhất Số thứ tự yêu cầu ID bộ định tuyến điểm đầu A ID giao diện điểm đầu A Địa chỉ điểm đầu A Ngoài ra bản tin trả lời tạo đường đi ngắn nhất sử dụng một tập các thông số tuỳ chọn (các giá trị có thể được thiết lập bởi bộ khởi tạo bản tin) và có các thuộc tính sau: Bước sóng ưa thích Khuôn dạng tín hiệu Băng thông được hỗ trợ. Tập các thông số trên là bắt buộc nếu như các thông số đó đã được chỉ định trong bản tin LCReq tương ứng. Cần chú ý rằng tất cả các thông số điểm cuối Z trong tập thông số được đặt ‘0’ nếu như nỗ lực tạo đường đi ngắn nhất được yêu cầu bị thất bại. Sau đó, các giá trị của tất cả các thông số trong tập được sao chép và tập tuỳ chọn sẽ trở nên không còn ý nghĩa. Yêu cầu xoá đường đi ngắn nhất Bản tin yêu cầu xoá đường đi ngắn nhất được gửi từ một thực thể IP tới một thực thể WDM thông qua kênh điều khiển (trong băng hoặc ngoài băng). Một thực thể IP trong ngữ cảnh này có thể là một bộ định tuyến IP có ít nhất một giao diện được kết nối trực tiếp tới một thiết bị biên WDM, hoặc một bên thứ ba được trao quyền trong tầng IP giống như khối kĩ thuật lưu lượng. Tương tự như vậy, một thực thể WDM có thể là một thiết bị Biên WDM như là WADM hoặc một thiết bị điều khiển trong tầng WDM giống như bộ tính toán tuyến đường đi ngắn nhất. Một bản tin yêu cầu xoá đường đi ngắn nhất có một tập thông số xác định bao gồm các thuộc tính sau: Phiên bản Loại bản tin UNI ID bộ khởi tạo Số thứ tự yêu cầu ID bộ định tuyến điểm đầu A ID giao diện điểm đầu A Địa chỉ IP điểm đầu A ID bộ định tuyến điểm cuối Z ID giao diện điểm cuối Z Địa chỉ IP điểm cuối Z Bản tin yêu cầu xoá đường đi ngắn nhất cũng có tập các thông số tuỳ chọn gồm có các thuộc tính sau: ID chủ nhân đường đi ngắn nhất Địa chỉ điểm truy nhập WDM điểm đầu A Địa chỉ điểm truy nhập WDM điểm cuối Z Cần chú ý rằng bộ khởi tạo bản tin LDReq có thể không biết chủ nhân đường đi ngắn nhất mà nó muốn xoá. Sau đó, nó tuỳ thuộc vào chính sách để xem một yêu cầu như vậy có được xử lí hay không. Tồn tại một cấu hình là khối kĩ thuật lưu lượng có thể xoá bất cứ đường đi ngắn nhất nào nhưng một bộ định tuyến IP chỉ có thể xoá các đường đi ngắn nhất mà nó sở hữu. Trả lời xoá đường đi ngắn nhất Một thiết bị biên WDM tạo ra một bản tin trả lời xoá đường đi ngắn nhất tương ứng với kết quả xử lí cho mỗi bản tin yêu cầu xoá đường đi ngắn nhất. Bản tin trả lời xoá đường đi ngắn nhất được gửi tới bộ tính toán tuyến đường đi ngắn nhất và bộ khởi tạo bản tin yêu cầu đường đi ngắn nhất. Một bản tin trả lời xoá đường đi ngắn nhất có một tập các thông số xác định gồm: Phiên bản Loại bản tin UNI ID bộ khởi tạo Bản tin trả lời xoá đường đi ngắn nhất cũng cần bao gồm một tập các thông số sao chép bao gồm các thuộc tính sau: ID bộ định tuyến điểm đầu A ID giao diện điểm đầu A Địa chỉ IP điểm đầu A ID bộ định tuyến điểm cuối Z ID giao diện điểm cuối Z Địa chỉ IP điểm cuối Z Tập các thông số tuỳ chọn của nó bao gồm các thuộc tính sau: ID chủ nhân đường đi ngắn nhất Địa chỉ điểm truy nhập WDM điểm đầu A Địa chỉ điểm truy nhập WDM điểm cuối Z Tập các thông số này là bắt buộc nếu các thông số đó đã được chỉ định trong bản tin LDReq tương ứng. Cần chú ý rằng tất cả các thông số điểm đầu A và điểm cuối Z trong tập thông số sao chép sẽ được thiết lập giá trị ‘0’ nếu như nỗ lực xoá đường đi ngắn nhất được yêu cầu đó thất bại. Các giá trị của các thông số trong tập tuỳ chọn sẽ không có ý nghĩa. Bản tin bẫy (trap) Một bản tin bẫy cho phép một thiết bị biên WDM báo cho tất cả các thực thể thích hợp các sự kiện đáng chú ý xảy ra đối với một đường đi ngắn nhất. Một bản tin bẫy luôn được gửi tới một thực thể IP điểm đầu A, và khối kĩ thuật lưu lượng IP và/hoặc bộ định tuyến đường đi ngắn nhất, bất cứ khi nào thích hợp. Một bản tin bẫy có một tập thông số xác định bao gồm: Phiên bản Loại bản tin UNI ID bộ khởi tạo ID chủ nhân đường đi ngắn nhất Số thứ tự yêu cầu ID giao diện điểm đầu A Địa chỉ IP điểm đầu A Địa chỉ điểm truy nhập WDM điểm đầu A ID giao diện điểm cuối Z Địa chỉ IP điểm cuối Z Địa chỉ điểm truy nhập WDM điểm cuối Z Tập các thông số tuỳ chọn của nó bao gồm: ID bộ định tuyến điểm đầu A ID bộ định tuyến điểm đầu A Bước sóng ưa thích Khuôn dạng tín hiệu Băng thông hỗ trợ Mỗi thực thể mạng (khởi tạo một bản tin bẫy) duy trì một bộ đếm riêng rẽ để đánh dấu trường số thự tự yêu cầu của mỗi bản tin bẫy. Phía nhận có thể phân xử các bản tin bẫy xung đột từ cùng bộ khởi tạo dựa trên giá trị trường này. 4.6 Kĩ thuật lưu lượng WDM - giao thức điều khiển mạng (WDM TECP) Trong tầng WDM, hoạt động của kĩ thuật lưu lượng là định tuyến dựa trên các điều khiển ràng buộc theo một nghĩa chung. Các ràng buộc chung và bắt buộc trong mạng WDM là độ khả dụng bước sóng và khả năng chuyển đổi bước sóng. Tính toán tuyến đường đi ngắn nhất có thể được triển khai theo phương pháp tập trung hoặc phân tán. Phương pháp tập trung có nghĩa là tính toán tuyến được thực hiện tại một vị trí do đó các lệnh điều khiển định tuyến cũng được xuất phát từ một vị trí. Trong định tuyến phân tán, các tính toán và điều khiển tuyến được thực hiện tại mỗi node mạng. Các phương pháp tập trung và phân tán có các nhược và ưu điểm của riêng chúng. Một phương pháp tập trung cho phép điều khiển đơn giản nhưng có nhiều khả năng sẽ trở thành nghẽn cổ chai. Ngược lại, phương pháp phân tán có tính thể mở rộng về mặt độ sẵn sàng nhưng lại chịu mất trạng thái đồng bộ. Các mạng WDM yêu cầu truy nhập độc quyền và đặt trước trạng thái cứng bước sóng. Một đặc tính khác của mạng WDM là độ phức tạp của phần tử chuyển mạch mạng và QoS của tín hiệu vật lí quang. Tất cả chúng đều làm trầm trọng thêm sự thiếu khả năng điều hành của nhà khai thác. Điều khiển mạng WDM trung tâm IP phù hợp với cơ cấu IETF GMPLS. Tính toán tuyến đường đi ngắn nhất phân tán dựa trên điều kiện ràng buộc là một thực thể riêng rẽ (mặc dù nó có thể được tích hợp vào định tuyến OSPF truyền thống). Thông tin tính toán tuyến được chuyển cho mỗi node WDM thông qua OSPF với các mở rộng cho quang. Các LSA mờ có thể được sử dụng để mạng thông tin trạng thái chi tiết WDM. Giao thức báo hiệu MPLS cũng có thể được sử dụng để thiết lập và loại bỏ đường đi ngắn nhất. Truyền thông giữa khối tính toán tuyến đường đi ngắn nhất (khối kĩ thuật lưu lượng WDM) và khối báo hiệu được hỗ trợ bởi các khuôn dạng bản tin được xác định trong phần này. WDM TECP sử dụng mào đầu TECP chung như được vẽ trên 4.4. Như trong phần kiến trúc đã trình bày, TECP cung cấp giao diện giữa điều khiển mạng IP/WDM và kĩ thuật lưu lượng IP/WDM. Trong mô hình chồng lấn, TECP được trình bày trong hai nhóm bản tin, IP TECP và WDM TECP, vì tồn tại kĩ thuật lưu lượng IP và kĩ thuật lưu lượng WDM riêng rẽ tại tầng IP và tầng WDM. Trong mô hình chồng lấn, chỉ có một TECP vì kĩ thuật lưu lượng tích hợp chịu trách nhiệm mạng IP/WDM tích hợp. Các loại bản tin WDM TECP WDM TECP xác định hai lớp bản tin: các bản tin quản lí vệt và bản tin thông báo sự kiện. Mỗi lớp lại chứa một số loại bản tin khác nhau. Các bản tin quản lí vệt có thể phân chia như sau: Yêu cầu tạo và cập nhật dấu vết Yêu cầu vệt tuyến hiện Trả lời vệt Các bản tin thông báo sự kiện có thể phân chia như sau: Sự kiện bước sóng Sự kiện cổng Sự kiện NE Sự kiện sợi Các bản tin quản lí vệt được sử dụng bởi WDM TE để yêu cầu các hoạt động liên quan tới đường đi ngắn nhất. WDM TECP đã xác định các hoạt động này: tạo, xoá, truy vấn, bảo vệ và tái định tuyến. Hệ thống WDM cũng chấp nhận các tuyến được định tuyến hiện trong đó đường đi ngắn nhất toàn bộ được chỉ định trong bản tin yêu cầu. Khi kích thước của bản tin này lớn hơn kích thước MTU nhiều phần bản tin sẽ được gửi với cùng ID giao dịch. Tất cả các bản tin yêu cầu và trả lời liên quan đều phải có cùng ID giao dịch. Khi việc gắn vào một đoạn thông tin (ví dụ như một đấu chéo) làm cho kích thước bản tin lớn hơn kích thước MTU, đoạn thông tin đó và phần thông tin còn lại sẽ được truyền dẫn trên một bản tin khác. Các bản tin yêu cầu vệt có thể được phân nhóm lại thành ba loại sau: Yêu cầu tạo và cập nhật vệt Yêu cầu vệt tuyến hiện Bản tin trả lời vệt Bản tin yêu cầu tạo và cập nhật vệt (TReq) Mã của loại bản tin yêu cầu tạo và cập nhật vệt là TReq. Các bản tin loại này có thể được sử dụng để yêu cầu các thiết bị biên WDM thiết lập các vệt mới hoặc cập nhật các vệt đang tồn tại. Xoá vệt được xem là một hành động đặc biệt của cập nhật vệt. Khuôn dạng bản tin cho các bản tin yêu cầu tạo và cập nhật vệt được vẽ trên hình 4.10. 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 ID vệt Hoạt động Địa chỉ NE điểm đầu A Địa chỉ NE điểm cuối Z ID cổng vào ID cổng ra Loại tín hiệu Lược đồ bảo vệ Hình 4.10 Khuôn dạng bản tin cho các bản tin yêu cầu tạo và cập nhật vệt Các trường trong bản tin như sau: ID vệt: trường này chỉ ra ID vệt khi nó được yêu cầu. Nó có thể được sử dụng khi cập nhật vệt hoặc truy vấn chi tiết về tuyến vệt. ID vệt là độc nhất đối với mỗi thiết bị biên WDM. Nó được sử dụng chung với địa chỉ NE điểm đầu A để chỉ định duy nhất một vệt trong toàn bộ miền WDM. Trường này sử dụng hai octet. Hoạt động: trường này được mã hoá để chỉ định một trong các hoạt đông được định nghĩa sau: Tạo vệt: hoạt động này yêu cầu thiết lập vệt. Để thiết lập một vệt, phía yêu cầu phải chỉ rõ địa chỉ NE điểm đầu A và ID của cổng vào và địa chỉ NE điểm cuối Z và trường ID cổng ra và tuỳ chọn chỉ rõ loại tín hiệu và các trường lược đồ bảo vệ. Trường ID vệt là không xác định. Giá trị của nó sẽ được xác định khi thiết lập là thành công. Xoá vệt: hoạt động này sẽ xoá một vệt đang tồn tại. Vệt bị xoá được xác định bởi ID vệt. Các trường khác trong bản tin là tuỳ chọn. Bảo vệ vệt: hoạt động này bảo vệ một vệt đang tồn tại mà hiện nay chưa được bảo vệ hoặc thay đổi mức bảo vệ của một vệt đang được bảo vệ. Một vệt được bảo vệ có nghĩa là nó sẽ có ít nhất một đường dự phòng. Do đó trong trường hợp đường chính bị hỏng hay chất lượng tín hiệu giảm, các tín hiệu có thể được truyền dẫn nhờ sử dụng đường thay thế. Vệt sẽ được bảo vệ được xác định bởi ID vệt. Trường lược đồ bảo vệ sẽ chỉ ra cấp bảo vệ mong muốn hoặc cần cập nhật. Các trường khác trong bản tin là tuỳ chọn. Tái định tuyến vệt: hoạt động này sẽ thực hiện tái định tuyến một vệt đang tồn tại. Vệt cần tái định tuyến được xác định bởi ID vệt. Các trường khác trong bản tin là tuỳ chọn. Nếu như tái định tuyến thất bại, tuyến hiện tại sẽ không bị thay đổi. Chi tiết định tuyến vệt: hoạt động này được sử dụng để truy vấn các chi tiết của một vệt đang tồn tại. Vệt được truy vấn được xác định bởi ID vệt. Các trường khác trong bản tin là tuỳ chọn. Địa chỉ NE điểm đầu A: đây là địa chỉ của NE nguồn. Trường này sử dụng bốn octet. Địa chỉ NE điểm cuối Z: đây là địa chỉ của NE đích. Trường này sử dụng bốn octet. ID cổng vào: đây là số cổng, nghĩa là cổng vào tín hiệu WADM của NE nguồn. Nó gồm hai octet. ID cổng ra: đây là số cổng, nghĩa là cổng ra tín hiệu WADM của NE đích. Nó gồm hai octet. Loại tín hiệu: trường này chỉ được sử dụng khi yêu cầu thiết lập một vệt. Một loại tín hiệu ưa thích ví dụ như OC-48 chẳng hạn sẽ được chỉ định. Trường này chỉ sử dụng một octet. Lược đồ bảo vệ: trường này sử dụng khi yêu cầu một vệt hoặc yêu cầu bảo vệ cho một vệt đang tồn tại. Trường này sử dụng một octet. Có các lược đồ bảo vệ sau đã được định nghĩa cho WDM TECP: Loại 0: không quan tâm Loại 1: 1:1 bảo vệ dành riêng Loại 2: 1+1 bảo vệ dành riêng Loại 3: bảo vệ chia sẻ Loại 4: đa đường bảo vệ Loại 5: không bảo vệ Bản tin yêu cầu vệt định tuyến hiện Mã của loại bản tin này là ETReq. TE có thông tin đầy đủ về trạng thái tuyến và mô hình trong mạng WDM. Do đó, nó có sự lựa chọn và khả năng để thiết lập một vệt định tuyến hiện. Khuôn dạng cho loại bản tin này được vẽ trên hình 4.11. Khuôn dạng này được tạo thành từ một phần của TReq và danh sách tuyến hiện. 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 ID vệt Hoạt động Địa chỉ NE điểm đầu A Địa chỉ NE điểm cuối Z ID cổng vào ID cổng ra Loại tín hiệu Lược đồ bảo vệ Địa chỉ cổng NE tuyến người sử dụng 1 Lambda tuyến người sử dụng 1… Địa chỉ cổng NE tuyến người sử dụng 2 Lambda tuyến người sử dụng 2… Hình 4.11 Khuôn dạng bản tin cho các bản tin yêu cầu vệt định tuyến hiện Các trường của bản tin bao gồm: Hoạt động: trường này được mã hoá để chỉ ra một trong hai hoạt động có thể xảy ra: Định tuyến vệt người sử dụng: hoạt động này đòi hỏi thiết lập một vệt hiện. Nó đòi hỏi một danh sách các phần đấu chéo bước sóng từ nguồn tới đích. Đối với mỗi phần như vậy, trường địa chỉ NE tuyến người sử dụng cần phải được xác định. Việc bổ sung ID cổng tuyến người sử dụng và lambda tuyến người sử dụng là tuỳ chọn. Khi xuất hiện các điều kiện ràng buộc tính liên tục bước sóng thì ID lambda phải giống nhau cho tất cả các phần kết nối từ nguồn tới đích. Trong trường hợp này, người ta có thể giả định rằng lựa chọn bước sóng được thực hiện hoặc sẽ được thực hiện tại NE điểm đầu A. Khi ID lambda không được lựa chọn và có nhiều kênh bước sóng sẵn sàng thì nhiệm vụ của chuyển mạch cục bộ là lựa chọn một bước sóng. Nếu một vài trường không xác định thì chúng sẽ được xác định tại mỗi NE trung gian dựa trên độ khả dụng tài nguyên. Tái định tuyến vệt người sử dụng: hoạt động này tái định tuyến vệt đang tồn tại được xác định bởi ID vệt. Các trường khác trong bản tin là tuỳ chọn. Nếu như tái định tuyến thất bại, vệt hiện thời sẽ không bị thay đổi. Địa chỉ cổng NE định tuyến người sử dụng i: đây là địa chỉ cổng vào của NE của hop thứ i trong vệt hiện. Giống như các địa chỉ cổng NE thông thường trường này sử dụng 4 octet. Lambda định tuyến người sử dụng i: khi thiết lập một vệt hiện, một bước sóng hoặc một tập các bước sóng có thể được chỉ định cho mỗi hop. Trường này sử dụng một biểu diễn sắp xếp theo bit cho các bước sóng được chọn. Nếu một bước sóng được chọn cho vệt hiện đó thì bit thể hiện bước sóng đó sẽ được gán giá trị 1 còn các bit tương ứng với các bước sóng không được chọn sẽ được gán giá trị 0. Trường này sử dụng 16 octet nên nó có thể làm việc với mật độ WDM lên tới 128 bước sóng trên một sợi quang. Bảng tin trả lời vệt (TResp) Mã của loại bản tin này là Tresp. Khuôn dạng của một bản tin được vẽ trên hình 4.12. Bản tin trả lời vệt sử dụng ID giao dịch và ID bản tin giống như của bản tin yêu cầu vệt. Tất cả các trường khác trong bản tin phải được điền tương ứng với thiết lập thực tế của vệt. Đặc biệt nếu hoạt động của bản tin yêu cầu được xác định để tạo vệt, bảo vệ vệt, tái định tuyến vệt, tuyến người sử dụng vệt hoặc tái định tuyến người sử dụng vệt thì trường ID vệt phải được bổ sung với các giá trị thích hợp để thể hiện vệt mới được tạo ra. Nếu một bản tin yêu cầu mà các hoạt động của nó là xóa vệt hoặc các chi tiết tuyến vệt thì trường ID vệt phải được sao chép lại từ bản tin yêu cầu. Giá trị của trường hoạt động phải được thiết lập giống như trường bản tin mà nó trả lời. 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 ID vệt Hoạt động Địa chỉ NE điểm đầu A Địa chỉ NE điểm cuối Z ID cổng vào ID cổng ra Loại tín hiệu Lược đồ bảo vệ Địa chỉ cổng NE 1 Lambda 1… Địa chỉ cổng NE 2 Lambda 2… Hình 4.12 Khuôn dạng bản tin cho các bản tin trả lời vệt Các trường bản tin bao gồm: Địa chỉ cổng NE thứ i: đây là địa chỉ cổng đến NE của hop thứ i trong vệt được xác định bởi ID vệt. Trường này có 4 octet. Lambda i: trường này sử dụng một biểu diễn bản đồ bit của bước sóng được chọn. Nó sử dụng 16 octet nên có thể làm việc với mật độ WDM lên tới 128 bước sóng trên một sợi quang. Nhưng đối với một bản tin trả lời vệt hợp lệ thì một và chỉ một bit trong trường này được gán giá trị 1. Bản tin thông báo sự kiện (EN) 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 Loại sự kiện ID cổng ID lambda ID NE (tiếp tục) Tình trạng Tính nghiêm trọng Sự kiện Mô tả sự kiện (Tiếp tục) Hình 4.13 Khuôn dạng bản tin cho các bản tin thông báo sự kiện Các bản tin thông báo sự kiện thông báo cho khối kĩ thuật lưu lượng các điều kiện khác thường nhất định trong mạng WDM. Các bản tin thông báo sự kiện không được công nhận. Các bản tin sự kiện cũng không được gửi trong quá trình khởi tạo. Tất cả các bản tin báo hiệu sự kiện đều có cùng khuôn dạng như được vẽ trên hình 4.13. Mã của loại bản tin này là EN. Các trường của bản tin này bao gồm: Loại sự kiện: trường này (gồm 2 octet) có thể được mã hoá để chỉ định một trong các loại sau: Sự kiện lambda: loại sự kiện này chỉ ra rằng sự kiện đó liên quan tới một bước sóng hoặc một kênh bước sóng nhất định ví dụ như các sự kiện QoS tín hiệu. Sự kiện sợi quang: loại sự kiện này sử dụng để chỉ ra các sự kiện liên quan tới tuyến nối sợi quang, ví dụ như đứt sợi. Sự kiện cổng: loại sự kiện này chỉ ra sự kiện liên quan tới cổng chuyển mạch nhất định ví dụ như cổng hoặc mạch tương ứng bị hỏng. Sự kiện NE: loại sự kiện này chỉ ra là thông báo sự kiện đó là về một NE nhất định, ví dụ như NE hỏng. ID lambda: trường này phải được xác định nếu và chỉ nếu loại sự kiện là sự kiện lambda. Trường này sử dụng hai octet. ID cổng: trường này phải được xác định nếu và chỉ nếu loại sự kiện là sự kiện cổng. Nó gồm hai octet. ID NE: trường này phải được xác định nếu và chỉ nếu loại sự kiện là sự kiện NE. Nó gồm bốn octet. Trạng thái: trường này chỉ ra trạng thái của thông báo. Trường này sử dụng một octet. Nó bao gồm các trạng thái sau: Loại 0: Tốt Loại 1: Được xoá Loại 2: Cảnh báo Tính nghiêm trọng: trường này chỉ ra tính chất nghiêm trọng của sự kiện và gồm một octet. Có các mức độ nghiêm trọng sau đã được xác định: Loại 0: Chú ý Loại 1: Cảnh báo Loại 2: Nhỏ Loại 3: Quan trọng Loại 4: Nghiêm trọng Sự kiện: trường này chỉ ra điều gì đã xảy ra đối với thành phần được chỉ ra bởi trường ID (ID lambda, ID cổng, ID NE). Trường này gồm hai octet và gồm các sự kiện sau: Loại 0: đang chạy Loại 1: sẵn sàng cho dịch vụ Loại 2: Hỏng Loại 3: Hỏng do thay đổi trạng thái của thành phần lân cận Mô tả sự kiện: trường này chỉ rõ hơn sự kiện đang xảy ra và nó gồm sáu octet. Phân giải địa chỉ IP/WDM Các bộ định tuyến IP truy nhập mạng WDM thông qua các thiết bị biên WDM (WADM). Kết nối vật lí giữa một giao diện định tuyến IP và một cặp cổng vào/ra WDM sẽ không thay đổi trong suốt quá trình tái cấu hình mức WDM. Lân cận IP được xác định bởi phương pháp các đường đi ngắn nhất được thiết lập giữa các điểm truy nhập. Hai bộ định tuyến IP là lân cận nhau nếu và chỉ nếu một đường đi ngắn nhất được thiết lập giữa bộ định tuyến và điểm truy nhập WDM (các cổng vào/ra) của hai bộ định tuyến đó. Một đường đi ngắn nhất định tuyến hiện được xác định bởi khối tính toán tuyến đường đi ngắn nhất trong thiết bị biên WDM tương ứng với hai đầu yêu cầu của tầng khách từ cổng sợi quang truyền dẫn lối ra của WADM lối vào tới cổng truyền dẫn sợi lối vào của WADM lối ra. Mỗi node điều khiển cạnh WDM chịu trách nhiệm thiết lập một bảng ánh xạ trung gian. Bảng này liên kết mỗi cổng vào/ra với các địa chỉ IP của giao diện bộ định tuyến được gắn vào để đấu chéo điểm cuối đường đi ngắn nhất với cổng vào/ra chính xác. Một mạng WDM được điều khiển GMPLS có địa chỉ IP gán với mỗi WDM NE, hoặc mỗi giao diện của NE để tính toán tuyến cho các đường đi ngắn nhất. Mặc dù định tuyến trong đối với một tầng là không thể nhìn thấy đối với tầng khác nhưng mỗi thiết bị biên WDM phải biết được bộ định tuyến nào kết nối với WADM nào. Để làm được điều này, chúng ta phải có một số thay đổi. Đầu tiên, chúng ta phải chạy một BGP giữa các thiết bị biên WDM hoặc xác định một bản tin LSA mờ mới để lợi dụng ưu điểm của OSPF đang chạy trong tầng WDM. Xu hướng này về cơ bản là một tiếp cận IP bằng cách mở rộng các giao thức điều khiển IP. Tiếp theo chúng ta có thể xây dựng một máy chủ tập trung hoặc một khối quản lí cho chuyển đổi địa chỉ IP/WDM. Xu hướng này tương tự như ARP và RARP. Hơn nữa, chúng ta có thể sử dụng cấu hình bằng tay hoặc cố định. Các xu hướng như vậy đòi hỏi việc xây dựng và duy trì một bảng ánh xạ địa chỉ IP/WDM bên trong. 4.7 Kĩ thuật lưu lượng phản hồi vòng kín. Kĩ thuật lưu lượng phản hồi vòng kín là quá trình kĩ thuật lưu lượng tự động trong các mạng IP/WDM đang hoạt động để điều khiển thích ứng mạng sao cho các tài nguyên mạng có thể được tận dụng một cách tối đa. Quá trình này bao gồm hai chức năng đồng thời: Đầu tiên nó điều khiển quá trình được điều khiển Kế đến nó tự điều chỉnh chính nó so với quá trình đó và các thay đổi để có thể cho phép một quá trình điều khiển tốt hơn. Điều khiển thích ứng trong kĩ thuật điều khiển là sự tổng quát hoá của điều khiển phản hồi được thực hiện bằng tay cổ điển trong các hệ thống mà bộ điều khiển dùng một luật điều khiển chẳng hạn như luật điều khiển tuyến tính. Trong điều khiển tuyến tính cổ điển, các hệ số của luật điều khiển tuyến tính là các hằng số theo thời gian và đã được ấn định trước. Trong điều khiển thích ứng, một vài hoặc là tất cả các hệ số thay đổi một cách tự động theo các kết quả đo trực tiếp của các quá trình hoặc các biến đổi nhiễu loạn. Kĩ thuật lưu lượng vòng kín trong các mạng IP/WDM có thể dựa trên các kết quả thống kê lưu lượng và các dự đoán băng thông. Bộ điều khiển bao gồm các công cụ dự đoán băng thông, các thuật toán thiết kế mô hình, và các chính sách lập thời gian biểu dịch chuyển. Mỗi khi bộ điều khiển cho ra một mô hình mới, quá trình được điều khiển ví dụ như là mạng chẳng hạn sẽ triển khai mô hình này. Trước khi một sự thay đổi mô hình khác được triển khai, mạng phải triển khai vào thực tế mô hình mới sau đó thông báo trạng thái tuyến nối cho toàn mạng. Vì thế sự triển khai mô hình mạng và hội tụ mạng là rất quan trọng trong việc đảm bảo độ ổn định của mạng. 4.7.1 Quá trình triển khai mô hình mạng Trong mạng IP/WDM chồng lấn, có hai nhiệm vụ đi cùng với tái cấu hình mô hình IP là tái cấu hình WDM và tái cấu hình IP. Tái cấu hình WDM chỉ thị cho OXC và OADM thiết lập mô hình đường đi ngắn nhất mà nó mong muốn và có các thành phần sau: Định tuyến đường đi ngắn nhất tlr: nếu như các hop chi tiết của một đường đi ngắn nhất là không cho trước trong bộ khởi tạo tái cấu hình thì tuyến từ đầu cuối tới đầu cuối phải tính toán động. Một xu hướng ví dụ cho định tuyến và gán bước sóng là sử dụng thuật toán SPF Dijkstra tuỳ theo các điều kiện ràng buộc. Các ràng buộc này phải được xem xét gồm độ khả dụng bước sóng và tính liên tục bước sóng. Thiết lập mô hình đường đi ngắn nhất tsetup: nó báo gồm thủ tục báo hiệu phân tán và thiết lập chuyển mạch. Tuỳ theo sự triển khai mà báo hiệu có thể chịu trách nhiệm lựa chọn lambda cục bộ như là trong MPLS. Thiết lập chuyển mạch có thể yêu cầu một hoạt động reset trước khi bổ sung một kết nối mới cho sợi quang. Hội tụ định tuyến twdm-các: nó thể hiện thời gian cho cơ sở thông tin định tuyến WDM tái đồng bộ sau khi cập nhật. Nếu một giao thức trạng thái tuyến nối được sử dụng trong định tuyến bước sóng thì đây là khoảng thời gian cho cơ sở dữ liệu trạng thái tuyến nối hội tụ. Nếu mạng WDM sử dụng một bộ quản lí kết nối tập trung duy nhất để tính toán đường đi ngắn nhất thì nó thể hiện thời gian cập nhật cơ sở dữ liệu kết nối mỗi khi có thay đổi xảy ra. Thời gian tái cấu hình WDM Twdm sẽ được xác định như sau: (tlr + tsetup + twdm-c) – β x twdm-c, trong đó β thể hiện thông số chồng lấn giữa tính toán đường đi ngắn nhất và thời gian thiết lập và thời gian hội tụ WDM. Tái cấu hình IP làm thay đổi trạng thái và địa chỉ giao diện IP nếu cần thiết và sau đó chờ đợi cho giao thức định tuyến hội tụ. Từ đây trở đi chúng ta sử dụng OSPF như là giao thức định tuyến IP vì giao thức trạng thái tuyến nối không chỉ hỗ trợ nhiều ma trận mà còn hứa hẹn thời gian hội tụ nhỏ hơn. Tái cấu hình IP, Tip, bao gồm các thành phần sau: Tái cấu hình giao diện tif: nó gồm thời gian để thay đổi các giao diện IP khi chỉ định trong mô hình mới. Hội tụ giao thức định tuyến tip-c: là thời gian hội tụ OSPF. Nó bao gồm thời gian để phát hiện, truyền và tính toán lại SPF. Số lượng các tính toán phải thực hiện với n gói tin trạng thái tuyến là tỉ lệ với nlogn theo kiểu thuật toán SPF hiện đại. Thời gian hội tụ OSPF có liên quan tới kích thước và loại mạng chẳng hạn như số lượng các bộ định tuyến trong mỗi vùng, số lượng node lân cận cho mỗi bộ định tuyến bất kì, số lượng các vùng được hỗ trợ bởi một bộ định tuyến bất kì và sự lựa chọn bộ định tuyến thiết lập. Tip có thể được tính như sau: (tif + tip-c) – γ x tip-c, trong đó γ thể hiện hệ số chồng lấn giữa tái cấu hình giao diện và hội tụ OSPF. 4.7.2 Hội tụ mạng Khi mô hình mạng IP thay đổi thì lưu lượng IP phải định tuyến lại một cách nhanh chóng dựa trên mô hình đường đi ngắn nhất mới. Thời gian hội tụ IP chỉ ra khoảng thời gian để một bộ định tuyến IP bắt đầu sử dụng một tuyến mới sau khi mô hình thay đổi. Hội tụ tái cấu hình đề cập tới khoảng thời gian mà một tái cấu hình IP/WDM hoàn thành và mạng IP và WDM đã hội tụ. Nghĩa là sau khi một khoảng thời gian tái cấu hình, mạng IP/WDM mới đã sẵn sàng cho một tái cấu hình khác. Thời gian hội tụ tái cấu hình Tr có thể được viết như sau: Tip + (1-α)Twdm, Trong đó α thể hiện thông số chồng lấn giữa tái cấu hình IP và tái cấu hình WDM. Để giảm Tr thì tái cấu hình IP và tái cấu hình WDM nên được thực hiện song song. Tuy nhiên lập thời gian biểu dịch chuyển có thể đòi hỏi tính nối tiếp giữa các quá trình tái cấu hình IP và WDM nhất định để giảm tính không ổn định và/hoặc tránh tổn thất lưu lượng. Ảnh hưởng tới ứng dụng do tái cấu hình trong mạng IP/WDM chồng lấn chỉ xảy ra trong khoảng thời gian Tr - twdm-c vì các ứng dụng không đòi hỏi hội tụ mạng WDM. KẾT LUẬN Như vậy, sau một thời gian tìm hiểu, nghiên cứu em đã hoàn thành đồ án “Kĩ thuật lưu lượng IP/WDM”. Đồ án đã trình bày được các nội dung sau: Chương I: chương này đã trình bày khái niệm mạng IP/WDM, đưa ra ba xu hướng chồng giao thức cho mạng này, các ưu nhược điểm của từng xu hướng và lí do vì sao IP/WDM lại được chọn là giải pháp cho tương lai. Chương II: chương II bắt đầu bằng việc trình bày một số phương pháp mô hình hoá lưu lượng viễn thông trong các mạng thoại cũng như mạng dữ liệu, các mô hình bảo vệ và tái cấu hình trong mạng IP/WDM. Tiếp theo là khái niệm kĩ thuật lưu lượng IP/WDM – kĩ thuật để tối ưu hoá sự tận dụng tài nguyên mạng. Tiếp theo, hai mô hình cho kĩ thuật lưu lượng IP/WDM là mô hình chồng lấn và mô hình tích hợp cũng như ưu, nhược điểm của từng mô hình đã được giới thiệu. Kĩ thuật lưu lượng IP/WDM gồm có kĩ thuật lưu lượng IP/MPLS và kĩ thuật lưu lượng WDM. Kĩ thuật lưu lượng IP/MPLS được ứng dụng để cân bằng tải giữa các thành phần mạng và giám sát mạng còn kĩ thuật lưu lượng WDM sẽ được trình bày trong chương III. Chương III: kĩ thuật lưu lượng WDM lợi dụng đặc điểm một mạng WDM vật lí có thể hỗ trợ nhiều mô hình ảo đường đi ngắn nhất khác nhau. Do đó, nó sẽ được dùng để tái cấu hình các đường đi ngắn nhất sao cho có khả năng thích nghi với các kiểu lưu lượng và tuỳ theo các điều kiện ràng buộc mạng WDM vật lí. Mỗi mô hình ảo IP trên nền các mạng WDM là một mô hình IP. Để thiết kế mô hình ảo, một số thuật toán dựa trên kinh nghiệm cũng đã được trình bày. Phương pháp dịch chuyển mô hình ảo sao cho giảm thiểu ảnh hưởng lên lưu lượng người sử dụng cũng đã được nêu ra. Chương này tập trung đi sâu về tái cấu hình cho các mạng WDM chuyển mạch gói. Trong khi tái cấu hình trong IP trên nền WDM có khả năng tái cấu hình chủ yếu dựa trên giám sát mức mạng (đối với một mô hình đường đi ngắn nhất ảo nhất định), và do đó, dễ dàng triển khai và tin cậy hơn thì tái cấu hình cho WDM chuyển mạch gói đòi hỏi quyết định song song động (nghĩa là sẽ đòi hỏi tính đồng bộ giữa các bộ quyết định) nên nó phức tạp và ít tối ưu hơn. Tuy nhiên, nó lại có tính mềm dẻo và ở mức độ nào đó lại có tính động hơn vì mạng này thường xảy ra tái cấu hình đường đi ngắn nhất hơn. Chương IV: Trong chương IV, các kiến trúc phần mềm cho các xu hướng kĩ thuật lưu lượng, giao diện giữa điều khiển mạng và kĩ thuật lưu lượng, và giữa kĩ thuật lưu lượng IP và kĩ thuật lưu lượng WDM trong trường hợp kĩ thuật lưu lượng chồng lấn đã được trình bày. Các giao diện này đã chỉ rõ các thông số cần thiết trong quá trình truyền thông. IP/WDM nói chung và kĩ thuật lưu lượng IP/WDM nói riêng là những vấn đề mới và rộng, đặc biệt là tại Việt Nam. Chính vì thế còn rất nhiều vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn như: Các thuật toán dựa trên kinh nghiệm khác, mới cho các kiểu lưu lượng và tình trạng nghẽn mạch khác nhau trong các mạng IP/WDM cũng như ảnh hưởng của chúng lên hiệu năng mạng. Kiểu lưu lượng, xu hướng lưu lượng và tình trạng cụ thể của mạng viễn thông Việt Nam. Từ đó có thể hoặc chuẩn bị để ứng dụng các kĩ thuật lưu lượng một cách phù hợp. TÀI LIỆU THAM KHẢO Kevin H. Liu, IP over WDM, John Wiley & Sons, Ltd, England, 2002. Chunming Qiao, Labeled optical burst switching for IP over WDM integration -Optical networking solutions for next generation Internet networks, IEEE Communication Magazine, Sept, 2000. Chunming Qiao, Myoungki Jeong, Amit Guha, Xijun Zhang_ and John Wei, WDM Multicasting in IP over WDM Networks, 1999. Arjan Durresi, Raj Jain, Nikhil Chandhok, Ramesh Jagannathan, Srinivasan Seetharaman, and Kulathumani Vinodkrishnan, IP over All-Optical Networks- Issues, IEEE, 2001. Malathi Veeraraghavan (Polytechnic University, 6 Metrotech Center, Brooklyn, NY 11201, mv@poly.edu), Mark Karol (Lucent Technologies,101 Crawfords Corner Road, Holmdel, NJ 07733, mk@bell-labs.com), Using WDM technology to carry IP traffic. Hwajung Lee, Hongsik Choi, and Hyeong-Ah Choi (Department of Computer Science, The George Washington University, Washington, DC 20052 {hjlee,hongsik,choi}@seas.gwu.edu), Restoration in IP over WDM Optical Networks. Sudhir Dixit, IP Over WDM Building the Next Generation Optical Internet, John Wiley & Sons, Ltd, England, 2003. Hà Trần Đức, Phạm Minh Toàn, Nguyễn Hoàng Hải, Công nghệ IP trên nền DWDM, Tạp chí Bưu chính Viễn thông, kì 1, 5-2004.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docNghiên cứu IP trên nền các mạng quang WDM và kỹ thuật lưu lượng IP-WDM.doc
Luận văn liên quan