ارزیابی مهندسی ترافیک در شبکه های MPLS و حفاظت از لینک – قسمت سوم

در قسمت اول و دوم مقالات ارزیابی مهندسی ترافیک در شبکه های MPLS به Terminate کردن Backup Tunnelها، محافظت از یک Interface توسط چندین Backup Tunnel و نیز قابلیت مقیاس‌پذیری توسط Backup Tunnelها، پرداخته شد. همچنین توضیح دادیم که در صورت عدم وجود NHOP یا NNHOP Backup Tunnel یا پهنای باند پشتیبان کافی برای محافظت از تمام LSPها، می‌توان اولویت­ بندی LSP را در بدست آوردن Backup Tunnelها با حفاظت از پهنای باند انجام داد. در این قسمت در مورد فعال‌سازی Fast Reroute ،Terminate کردن Backup Tunnelها، روش انتخاب Backup Tunnel و محافظت از پهنای باند صحبت خواهد شد.

نحوه فعال‌سازی Fast Reroute

دو مکانیسم که باعث می‌شوند روترها LSPها را به Backup Tunnel های خود سوییچ کنند، عبارت‌اند از:

• اطلاع‌رسانی در مورد خرابی Interface
• اطلاع‌رسانی در مورد خرابی RSVP Hello Neighbour

وقتی لینک یا Neighboring Nodeهای یک روتر دچار اختلال می­گردد، مشکل را  با اخطار خرابی Interface اعلام می‌کند. در یک رابط over SONET GSR Packet یا POS، این اطلاع‌رسانی بسیار سریع اتفاق می‌افتد. هنگامی که روتر متوجه خراب شدن یک Interface می‌شود، LPSهایی که از آن رابط خارج می‌شوند را به Backup Tunnelهای مربوطه در صورت وجود سوئیچ می‌کند.

همچنین می‌توان از RSVP Helloها برای راه‌ اندازی FRR استفاده نمود. اگر RSVP Helloها در یک Interface تنظیم شده باشند، پیام‌ها به‌ صورت دوره‌ای به روتر Neighboring ارسال می‌شوند. اگر پاسخی دریافت نشود، Helloها اعلام می‌کنند که Neighbor از کار افتاده است. این امر باعث می‌شود که LSPها از آن Interface خارج شوند و به Backup Tunnelهای مربوطه منتقل گردند.

Terminate نمودن Backup Tunnelها برای مقصدهای مختلف

 شکل زیر یک Interface دارای چندین Backup Tunnel که برای مقاصد مختلف Terminate می‌کنند را نمایش داده و همچنین نشان می‌دهد که چرا در بسیاری از توپولوژی‌ها، پشتیبانی از Node Protection نیاز به پشتیبانی از چندین Backup Tunnel در هر Interface محافظت شده دارد.

در این تصویر، یک Interface واحد در R1 به چندین Backup Tunnel نیاز دارد. LSPها مسیرهای زیر را طی می‌کنند:

• R1 ، R2 ، R3
•  R1 ، R2 ، R4

در صورت خرابی Node R2، دو NNHOP Backup Tunnel برای ایجاد محافظت مورد نیاز است که یکی در R3 و دیگری در R4 نیز Terminate می‌کنند.

Terminate نمودن Backup Tunnelها در مقصد یکسان

شکل زیر نشان می‌دهد که چگونه می‌توان از Terminate کردن Backup Tunnelها در مکان یکسان برای افزونگی و تعدیل بار استفاده کرد. افزونگی و تعدیل بار هم برای NHOP Backup Tunnel و هم برای NNHOP عمل می‌کند.

در این تصویر سه روتر وجود دارد: R1 ،R2 و R3. در R1 دو (T2 و NHOP Backup Tunnel (T1 بدون عبور از R2، از R1 به R3 می‌روند.

افزونگی: اگر R2 یا لینک R1 به R2 خراب شود، می‌توان از Backup Tunnel استفاده کرد. اگر یک Backup Tunnel خراب شود، می‌توان از Backup Tunnel دیگر استفاده نمود. وقتی‌که LSPها برای اولین بار تشکیل می‌شوند، به Backup Tunnelها اختصاص می‌یابند که این کار قبل از خرابی انجام می‌شود.

تعدیل بار کاری: اگر هیچ یک از Backup Tunnelها پهنای باند کافی برای پشتیبانی از تمام LSPها نداشته باشند، می‌توان از هر دو Tunnel استفاده کرد. برخی از LSPها از یک Backup Tunnel و سایر LSPها از Backup Tunnel دیگری استفاده می‌کنند و این روتر است که بهترین راه برای قرار دادن LSPها در Backup Tunnelها را تعیین می‌کند.

روش انتخاب Backup Tunnel

هنگامی که LSP به Backup Tunnelی اختصاص پیدا می‌کند، هر Nodeی در طول مسیر LSP که حفاظت FRR را برای LSP فراهم می‌کند، یک Backup Tunnel را برای LSP انتخاب می‌کند تا در صورت وقوع هر یک از وقایع زیر، از آن استفاده کند:

• خرابی لینک Next Hop
• خرابی Next Hop

وقتی‌که Node بتواند قبل از وقوع خرابی Backup Tunnel را برای یک LSP انتخاب کند، می‌توان به ‌سرعت LSP را بر روی Backup Tunnel تغییر مسیر داد.

شرایط Map کردن LSP روی Backup Tunnel

• LSP توسط FRR محافظت شود، به این معنی که LSP با دستور MPLS Traffic-Eng Backup-Path تنظیم شده باشد.
• Backup Tunnel وصل باشد.
• Backup Tunnel برای داشتن یک آدرس IP تنیظیم شده باشد که به‌طور معمول یک آدرس Loopback است
• Backup Tunnel برای محافظت از رابط Outgoing این LSP تنظیم شده باشد. یعنی رابط با دستورMPLS Traffic-eng Backup-path تنظیم شده باشد.
• Backup Tunnel از Interface محافظت ‌شده‌ی LSP عبور نکند.
• Backup Tunnel درNHOP یا NNHOP متعلق به LSP ،Terminate نماید و اگر یک Tunnel NNHOP باشد، ازNHOP LSP عبور نکند.
•  الزامات و محدودیت‌های حفاظت از پهنای باند موجود برای LSP و Backup Tunnel برآورده شوند.

حفاظت از پهنای باند

Backup Tunnel را می‌توان برای محافظت از دو نوع پهنای باند Backup تنظیم کرد:

• پهنای باند Backup محدود: Backup Tunnel از پهنای باند محافظت می‌کند، مجموع پهنای باند LSPهایی که از این Backup Tunnel استفاده می‌کنند، نمی‌توانند از پهنای‌باند Backup متعلق به Backup Tunnel فراتر روند. وقتی LSPها به این نوع Backup Tunnel اختصاص می‌یابند، باید پهنای باند Backup کافی وجود داشته باشد.
• پهنای باند Backup نامحدود: Backup Tunnel هیچگونه محافظتی از پهنای باند نمی‌نماید، زیرا محافظت Best-Effort وجود دارد. هیچ محدودیتی در میزان پهنای باند استفاده شده توسط LSPهایی که در این Backup Tunnel ،Map شده‌اند وجود ندارد. LSPهایی که پهنای باند Zero را اختصاص می‌دهند، می‌توانند فقط از Backup Tunnelهایی استفاده کنند که پهنای باند Backup نامحدود دارند.

بررسی تعدیل بار در Backup Tunnelها با پهنای باند محدود

 ممکن است بیش از یک Backup Tunnel وجود داشته باشد که از پهنای باند Backup کافی برای محافظت از LSP مشخص برخوردار ‌باشد. در این ‌حالت، روتر Backup Tunnelی را انتخاب می‌کند که کمترین پهنای باند Backup را داشته باشد. این الگوریتم، تقسیم‌بندی را محدود می‌کند و بیشترین میزان پهنای باند Backup موجود را حفظ می‌کند.

در صورت وجود خرابی لینک یا Node، مشخص‌کردن پهنای باند Backup محدود محافظت از پهنای باند را تضمین نمی‌کند. به‌ عنوان‌ مثال، مجموعه‌ای از NHOP و NNHOP Backup Tunnel که در صورت خرابی Interface فعال می‌شوند، ممکن است لینکی را در توپولوژی شبکه به اشتراک بگذارند و این لینک، پهنای باند کافی برای پشتیبانی از تمام LSPها را با استفاده از این مجموعه Backup Tunnel نداشته باشد.

در شکل زیر، هر دو Backup Tunnel از لینک‌ها و Hop یکسان عبور می‌کنند. هنگامی که ارتباط بین روترهای R1 و R4 از بین می‌رود، Backup Tunnelها برای Tunnel اصلی شماره‌ی 1 وTunnel اصلی شماره‌ی 2 به طور همزمان فعال می‌شوند. ممکن است دو Backup Tunnel، یک لینک واحد در شبکه داشته باشند.

در شکل زیر، Backup Tunnel برایTunnel اصلی شماره‌ی 1 ممکن است از روترهای R1 – R2 – R3 – R4 عبور کند و Backup Tunnel برای Tunnel اصلی شماره‌ی 2 ممکن است از روترهای R4 – R2 – R3 – R1 عبور کند. در این حالت، در صورت خرابی R1 – R4، لینک R2 – R3 ممکن است Overload یا دچار اضافه ‌بار شود.

تعدیل بار در Backup Tunnelهای دارای پهنای باند نامحدود

ممکن است بیش از یک Backup Tunnel، با پهنای باند Backup نامحدود از یک Interface مشخص محافظت کند. در این حالت، هنگام انتخاب Backup Tunnel برای یک LSP مشخص، روتر Backup Tunnelی را انتخاب می‌کند که از کمترین پهنای باند Backup استفاده‌‌ نماید. این الگوریتم LSPها را بر اساس پهنای باند آن‌ها در Backup Tunnelها توزیع می‌کند. اگر LSP تقاضای پهنای ‌باند Zero کند، روتر Backup Tunnelی را انتخاب می‌کند که از کمترین تعداد LSP محافظت می‌کند.

به طور پیش ‌فرض، یک Backup Tunnel از LSPهایی محافظت می‌کند که به هر نوع Pool یعنی Global یا Subpool، اختصاص می‌یابند. بااین‌حال، می‌توان یک Backup Tunnel را طوری تنظیم کرد تا فقط از LSPهایی محافظت کند که از پهنای باند Global-Pool و یا فقط آن‌هایی که از پهنای باند Subpool استفاده می‌کنند.

مقاله های مرتبط: