MPLS tarmog‘i elementlari

MPLS tarmog‘i elementlari. MPLS – belgilar bo‘yicha ko‘p protokolli
kommutatsiyalash tarmoqlarida tarmoq uzellarining ikki turidan foydalaniladi. MPLS
tarmog‘i chegaralarida joylashgan marshrutizatorlar kelayotgan IP-oqimlarni ajrata olishi
va tahlil qila olishi va ularni to‘g‘ri keladigan marshrutlar bo‘yicha yo‘naltirishi kerak.
Bu qurilmalar belgilar kommutatsiyasi bilan chegaraviy marshrutizatorlar deb ataladi
(Label Edge Router-LER). Kiruvchi va chiquvchi LER bir-biridan farq qiladi. Kiruvchi
LER oddiy marshrutizator kabi IP-sarlavhalarni tahlil qiladi va paketni keyingi uzatish
uchun adresni tanlashda u ekvivalent xizmat ko‘rsatishning qaysi sinfiga (Forwarding
Eguivalencu Class - FEC) tegishli ekanini aniqlaydi. FEC - tarmoq darajasidagi paketlar
sinfi bo‘lib, ular paketni yo‘naltirish yo‘lini tanlashda ham, resurslarga ulanish nuqtai
nazaridan ham tarmoqdan bir xil xizmat ko‘rsatishni oladi.
Alohida paketlarni FEC ekvivalentlik sinfiga (yoki ekvivalent xizmat ko‘rsatish
sinfiga, buning ikkalasi bir xil) abstraksiyalash, bir xil qayta ishlashni talab etuvchi katta
miqdordagi trafik oqimlarini birlashtirish imkonini beradi. FEC ekvivalentlik sinfiga
birlashtirilgan trafik oqimlari aynan bitta MPLS – belgi bilan identifikatsiyalanadi.
Belgilangan tarmoq adresiga bog‘liq bo‘lmagan holda trafik oqimlarini birlashtirish
imkoni qisman MPLSni masshtablashtirishga bo‘lgan imkoniyatini oshiradi, ya’ni
marshrutizatorlarda
belgilarni
kommutatsiyalashning
(LSR-marshrutizatorlari
yordamida)
qayta ishlanadigan, saqlanadigan va yo‘nalishlar haqidagi axborotlar hajmini
kamayishi hisobiga.
IP- deytagramma MPLS texnologiyasidagi protokolning (Protocol Data Unit,
PDU) ma’lumotlar moduliga kiritiladi, MPLS sarlavha esa deytagrammaga biriktiriladi.
Agar sarlavha xizmat ko‘rsatish sifati
QoS (masalan, DiffServ)
amali bilan birlashtirilgan
bo‘lsa, kiruvchi
LER marshrutizatori trafikni DiffServ qoidalariga binoan ko‘radi.
So‘ngra LER berilgan paket uchun yo‘nalishni tanlash haqida qaror qabul qiladi, ya’ni
paketni mos keluvchi tranzit belgilar kommutatsiyali marshrutizatorga (Label Switch
Routers, LSR) yo‘llaydi.
Mazkur LSR uchinchi sathning sarlavhasini qayta ishlashni bajarmaydi (IP-
sarlavha), balki jo‘natish to‘g‘risidagi qarorni marshrutlash jadvali asosida emas, balki
paket belgisi asosida qabul qiladi va paketni jo‘natadi. So‘ng paket umumiy holda bir
necha LSR orqali o‘tib, paket chiqish LER ga kelib tushadi, bu yerda LER PDU tahlil
qilish operatsiyasini bajaradi, ya’ni paketdagi belgini olib tashlaydi, paketning
sarlavhasini tahlil qiladi va uni MPLS - tarmog‘idan tashqarida joylashgan manzilga
yo‘llaydi( 2-rasm)
2-rasm. MPLS tarmog‘i elementlari
FEC ning bitta sinfiga tegishli bo‘lgan paketlar, kirish LER dan to chiqish LER
gacha belgilar bo‘yicha virtual kommutatsiyalanuvchi traktni yoki yo‘lni (Label Switched
Parh, LSP) hosil qilib, juda ko‘p tranzit LSR lardan o‘tadilar. O‘rnatilgan ulanish
simpleks hisoblanadi. Yarimdupleksli ulanishni tashkil etish uchun ikkita LSP o‘rnatilishi
kerak. LSP doim tarmoqning chetidan boshlanadi va bir necha tranzit marshrutizatorlar
orqali o‘tib qarama-qarshi tamonda tugaydi.
3-rasm. MPLS belgisining o‘rni va uning formati
MPLS texnologiyasi belgilar yordamida paketlar kommutatsiyasidan foydalanadi
va axborotni NGN transport tarmog‘iga yetkazib berish uchun qo‘llaniladi (3-rasm).
Belgi formatida to‘rtta maydon bor: paketning yashash vaqti (Time tolire) – 8 bit;
belgilar stekining indikatori (Stek Mentilirs) – 1 bit (S=1- stekning oxirgi belgisi);
kadrning ustunlilik belgisi (Exp) – 3 bit; belgining o‘zi (Label) – 20 bit.
4-rasmda belgilar yordamida paketlarni kommutatsiyalovchi MPLS domenining
chegaraviy (Label Edge Router, LER) va tranzit marshrutizatorlari (Label Switshing
Router, LSR) ko‘rsatilgan.
4-rasm. MPLS domenining chegaraviy (Label Edge Router, LER) va tranzit
(Label Switshing Router, LSR) marshrutizatorlari
5-rasmda LSR yordamida ikkita chegaraviy marshrutizatorni bog‘lovchi yo‘l
(Path) ko‘rsatilgan. LSRda paketlar belgilar yordamida kommutatsiyalanadi.
5-rasm. Ikki chegaraviy marshrutizatorni LSR yordamida bog‘lovchi yo‘l (Path);
LSRda paketlar belgilar yordamida kommutatsiyalanadi
6-rasmda MPLS domenida ikki sinfdagi ma’lumotlarni yetkazib berish usuli
(Forwarding Eguivaleme Class, FEC) ko‘rsatilgan.
IP paketlar oqimini Internet orqali eltib berish sifati kafolatlanmagan holda
uzatiladi. Agar foydalanuvchilarning axboroti kechikishlarga, yo‘qolishlarga, kechikish
djitteriga sezgir bo‘lsa, bu holda paketlar uchun MPLS domenida dastlabki yo‘l
yaratilishi mumkin, unda eltib berish ko‘rsatkichlari sifati kafolatlanadi. Paketlarni eltib
berishning har bir sinfi uchun (FEC) alohida yo‘l yaratilishi mumkin.
6-rasmda A (ATM texnologiyasi bilan domenning 1.5, 1.7 belgilar steki) va B (FR
texnologiyasi bilan domenning 1.11, 1.33 belgilar steki) sinflaridagi belgilangan paketlar
uchun axborotlarni aniq sifat kafolati bilan yetkazishni ikkita yo‘nalishi ko‘rsatilgan.
6-rasm. MPLS domenida ikki sinf (FEC – Formarding Eguivaleme Class)
ma’lumotlarini yetkazib berish
7-rasm. Har bir bo‘g‘inda noyob bo‘lgan belgilar MPLS domenida paketlar
kommutatsiyasi uchun foydalaniladi
7-rasmda har bir yo‘lda noyob bo‘lgan belgilar (1.3, 1.5, 1.9, 1.20) va MPLS
domenida paketlarni kommutatsiyalash uchun foydalaniladigan belgilar ko‘rsatilgan.
Belgilar qo‘yilgan paketlarni kiruvchi chegaraviy LER A marshrutizatordan (2.21-
rasmda chapda) to chiquvchi LER B marshrutizatorgacha yetkazib berish uchun
yaratilgan yo‘l bir necha bo‘g‘indan iborat bo‘lishi mumkin. Har bir bo‘g‘inda noyob
belgidan foydalaniladi.
7-rasmda belgilar (L2/L1) steki (Push) va 2 tarmoq orqali paketlar oqimini
tunellash ko‘rsatilgan.
7-rasm. Belgilar steki (Push) va paketlar oqimini 2 tarmoq orqali tunellash
1-tarmoq bir operatorga, 2-tarmoq esa boshqa operatorga tegishli bo‘lishi mumkin.
Belgi qo‘yilgan paketlarni eltib berish yo‘li ikki va undan ortiq tarmoq orqali o‘tishi
mumkin. 1-tarmoqda ikki chegaraviy marshrutizator orasidagi paketlarni eltib berish
uchun L1 stekning quyi belgisi qo‘llanilishi mumkin, 2-tranzit tarmoq orqali paketlarni
uzatish uchun L2 stekning yuqori belgisi qo‘llaniladi. Shu tarzda 2-tarmoqda L1 belgili
belgilangan paketlar uchun tunnel shakllanadi.
8-rasmda belgilar yordamida kommutatsiyalanuvchi yo‘lning yaratilishi (Label
Switehed Path, LSP) yordamida kommutatsiyalanadigan yo‘lni yaratish va IP paketlarni
MPLS domenlari orqali eltib berish ko‘rsatilgan.
8-rasm. Belgilar (LSP) yordamida kommutatsiyalanadigan yo‘lni yaratish va IP
paketlarni MPLS domenlari orqali eltib berish:
LER1 – kiruvchi chegaraviy marshrutizator;
LER4 – chiquvchi chegaraviy marshrutizator;
LSR1, LSR2, LSR3 – paketlarni belgilar yordamida kommutatsiyalovchi tranzit
marshrutizatorlar.
IP paketlarni eltib berish o‘z tabiatiga ko‘ra ulanishni o‘rnatishni talab etmaydi,
chunki har bir paketning marshrutlanishi uning sarlavhasidagi axborot asosida amalga
oshiriladi. LER1 kiruvchi portga kelayotgan paketlar yig‘indisiga eltib berish sinfi
(Forwarding Eguavalence Class, FEC) beriladi. Bu paketlar yig‘indisini eltib berish
uchun LER1 belgini LER4 dan talab qilib oladi. Belgilarni taqsimlash protokoli (Label
Distri Pution Protocol - LDP) belgilar yordamida kommutatsiyalanuvchi yo‘l bo‘ylab
belgilarni taqsimlab LER1 dan LER4 gacha bo‘lgan yo‘lni tayyorlaydi, Shundan so‘ng
belgi qo‘yilgan paketlar manbadan (Source) oluvchiga (Destination) MPLS domenining
“LER1–LER1–LER1–LER2–LER3–LER4” virtual birikmasi bo‘ylab uzatiladi.
Belgilarni taqsimlanishi qo‘shni marshrutizatorlarda belgilarni FEC (eltib berish sinfi)ga
bog‘lanishining umumiy akslanishi mavjudligini ta’minlaydi.
MPLS texnologiyasida marshrutlashtirish va eltib berishni (jo‘natilishini) ajratish
prinsipi qo‘llaniladi. 9-rasmda amaliy sathdagi marshrutlashtirish protokollari keltirilgan
bo‘lib, ular kommutatsiyalovchi LER va LSR marshrutizatorlari uchun marshrutlashtirish
jadvallarini va kommutatsiyalash jadvallarini shakllantirish uchun axborotni taqsimlash
rejasini va tarmoq topologiyasini qo‘llaydi.
MPLS ning asosiy komponentlari quyidagi sathlarga bo‘lingan:
- tarmoq sathidagi marshrutlashtirish protokoli (network layer IP routig
protocols);
- ma’lumotlarni tarmoq sathidan tashqarida eltib berish (edge of network layer
forwarding);
- tarmoq yadrosida belgilardan foydalangan holda kommutatsiyalash (Core
network label-pased switching);
- belgilar texnika sxemasi va detalizatsiyasi (label schematics and granularity);
- belgilarni taqsimlash uchun signalli protokol (signaling protocol for Cabel
distribution);
- trafikni boshqarish (traffic engineering);
- ikkinchi protokol sathida ma’lumotlarni eltib berish variantlarining qo‘shilishi
(ATM, Frame Relay, PPP).
9-rasm. MPLS texnologiyasi qo‘llanilganda marshrutlashtirish va
eltib berish (jo‘natish)ning ajratilishi
10-rasmda MPLS protokollarining steki keltirilgan.
Marshrutlashtirish
va
belgilarni taqsimlash (LDP) masalalari amaliy sathda hal etiladi. LDP protokolining
signalli xabarlarini yetkazib berish, Internetning trasport darajasidagi TCP va UDP
protokollari tomonidan amalga oshiriladi. Marshrutlashtirish va belgilarni taqsimlash
protokollari dasturlar va ma’lumotlarning (LIB) tezkor axborotidan foydalanadi. MPLS
funksiyali
IP
marshrutizatorining
protokoli
paketlarga
belgi
berish
uchun
kommutatsiyalash jadvalidan (MPLSFwd) foydalanadi. IP paketlar sarlavhasida
bo‘lmagan va yuqori sathlarning protokollarini talablarini hisobga oluvchi qo‘shimcha
ma’lumotlar, dasturlar va ma’lumotlar kutubxonasidan olinishi mumkin.
10-rasm. MPLS protokollari steki:
LDP (Label Distribuion Protokol) – belgilarni taqsimlash protokoli;
CR–LDP–LDP+“Constraint”
based
“Routing”
(belgilarni
taqsimlash
protokoli+cheklashlar
asosida
marshrutlashtirish);
NV
(Library)–dasturlar
va
ma’lumotlar kutubxonasi; MPLSFwd – ma’lumotlarni IP protokoli yordamida yetkazish;
TCP (Transmission Control Protocol) – uzatishni boshqarish protokoli; UDP (Uzer
Datagrem Protocol)– foydalanuvchining datagrammalarini uzatish protokoli
|