Muhammad al-xorazmiy nomidagi toshkent axborot texnologiyalari universiteti multimedia aloqa tarmoqlari

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 IPoqimlarni 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 (LSRmarshrutizatorlari 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. (2.16- rasm)

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.

2.16-rasm. MPLS tarmog’i elementlari

MPLS texnologiyasi belgilar yordamida paketlar kommutatsiyasidan foydalanadi va axborotni NGN transport tarmog’iga yetkazib berish uchun qo’llaniladi (2.17- rasm).

Belgi formatida to’rtta maydon bor: paketning yashash vaqti (Time
tolire) – 8 bit; belgilar stekining indikatori (Stek Identifier) – 1 bit (S=1- stekning oxirgi belgisi); kadrning ustunlilik belgisi (Exp) – 3 bit; belgining o’zi (Label) – 20 bit.

2.17- rasm. MPLS belgisining o’rni va uning formati 2.18- rasmda belgilar yordamida paketlarni kommutatsiyalovchi MPLS

domenining chegaraviy (Label Edge Router, LER) va transit marshrutizatorlari (Label Switshing Router, LSR) ko’rsatilgan.

2.18- rasm. MPLS domenining chegaraviy (Label Edge Router, LER) va tranzit (Label Switshing Router, LSR) marshrutizatorlari

2.19- rasmda LSR yordamida ikkita chegaraviy marshrutizatorni bog’lovchi yo’l (Path) ko’rsatilgan. LSRda paketlar belgilar yordamida kommutatsiyalanadi.

2.19- rasm. Ikki chegaraviy marshrutizatorni LSR yordamida bog’lovchi yo’l (Path); LSRda paketlar belgilar yordamida kommutatsiyalanadi

2.20- rasmda MPLS domenida ikki sinfdagi ma‘lumotlarni uzatish usuli (Forwarding Eguivaleme Class, FEC) ko’rsatilgan.
P paketlar oqimini Internet orqali uzatish sifati kafolatlanmagan holda uzatiladi.
Agar foydalanuvchilarning axborotlari kechikishlarga, yo’qolishlarga, kechikish djitteriga sezgir bo’lsa, bu holda paketlar uchun MPLS domenida dastlabki yo’l yaratilishi mumkin, unda uzatish ko’rsatkichlari sifati kafolatlanadi. Paketlarni uzatishning har bir sinfi uchun (FEC) alohida yo’l yaratilishi mumkin.
2.20- rasmda A (ATM texnologiyasi bilan domenning L.5, L.7 belgilar steki) va B (FR texnologiyasi bilan domenning L.11, L.33 belgilar steki) sinflaridagi
belgilangan paketlar uchun axborotlarni aniq sifat kafolati bilan uzatishni ikkita yo’nalishi ko’rsatilgan.

2.20- rasm. MPLS domenida ikki sinf (FEC – Formarding Eguivaleme Class) ma‘lumotlarini uzatish

2.21- rasmda har bir yo’lda noyob bo’lgan belgilar (L.3, L.5, L.9, L.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 uzatish uchun yaratilgan yo’l bir necha bo’g’indan iborat bo’lishi mumkin. Har bir bo’g’inda noyob belgidan foydalaniladi.
2.22- rasmda belgilar (L2/L1) steki (Push) va 2 tarmoq orqali paketlar oqimini tunellash ko’rsatilgan.

2.21- rasm. Har bir bo’g’inda noyob bo’lgan belgilar MPLS domenida paketlar kommutatsiyasi uchun foydalaniladi

2.22- 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 uzatish 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.
   

2.23- 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.

2.23- rasm. Belgilar (LSP) yordamida kommutatsiyalanadigan yo’lni yaratish va IP paketlarni MPLS domenlari orqali uzatish:

LER1 – kiruvchi chegaraviy marshrutizator; LER4 – chiquvchi chegaraviy marshrutizator;
LSR1, LSR2, LSR3 – paketlarni belgilar yordamida kommutatsiyalovchi tranzit marshrutizatorlar.
IP paketlarni uzatish 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 uzatish
sinfi (Forwarding Eguavalence Class, FEC) beriladi. Bu paketlar yig’indisini uzatish uchun LER1 belgini LER4 dan talab qilib oladi. Belgilarni taqsimlash protokoli (Label Distribution Protocol - LDP) belgilar yordamida kommutatsiyalanuvchi yo’l bo’ylab belgilarni taqsimlab LER1 dan LER4 gacha bo’lgan yo’lni tayyorlaydi. So’ngra belgi qo’yilgan paketlar manbadan (Source) uzatuvchiga (Destination) MPLS domenining ―LER1–LER1–LER1–LER2– LER3–LER4‖ virtual birikmasi bo’ylab uzatiladi. Belgilarni taqsimlanishi qo’shni marshrutizatorlarda belgilarni FEC (uzatish sinfi)ga bog’lanishining umumiy akslanishi mavjudligini ta‘minlaydi.
MPLS texnologiyasida marshrutlashtirish va uzatishni (jo’natilishini) ajratish prinsipi qo’llaniladi. 2.24-rasmda tarmoq sathidagi 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.

2.24- rasm. MPLS texnologiyasi qo’llanilganda marshrutlashtirish va eltib berish (jo’natish)ning ajratilishi

MPLS ning asosiy komponentlari quyidagi sathlarga bo’lingan:

• 
  tarmoq sathidagi marshrutlashtirish protokoli (network layer IP routig protocols);
  
• 
  ma‘lumotlarni tarmoq sathidan tashqarida uzatish (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 uzatish variantlarining qo’shilishi (ATM, Frame Relay, PPP).
  

2.25- rasmda MPLS protokollarining steki keltirilgan.

2.25- rasm. MPLS protokollari steki:

LDP (Label Distribuion Protokol) – belgilarni taqsimlash protokoli; CR–LDP–LDP+―Constraint‖ based ―Routing‖ (belgilarni taqsimlash protokoli+cheklashlar asosida marshrutlashtirish); НВ (Library)–dasturlar

va ma‘lumotlar kutubxonasi; MPLSFwd – ma‘lumotlarni IP protokoli yordamida uzatish; TCP (Transmission Control Protocol) – uzatishni boshqarish protokoli; UDP (Uzer Datagrem Protocol) – foydalanuvchining datagrammalarini uzatish protokoli
Marshrutlashtirish va belgilarni taqsimlash (LDP) masalalari tarmoq sathida hal etiladi. LDP protokolining signalli xabarlarini uzatish, Internetning trasport sathidagi 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 protokollarining talablarini hisobga oluvchi qo’shimcha ma‘lumotlar, dasturlar va ma‘lumotlar kutubxonasidan olinishi mumkin.