71918

Управление трафиком в сетях MPLS

Реферат

Информатика, кибернетика и программирование

Традиционно главными требованиями предъявляемыми к технологии магистральной сети были высокая пропускная способность малое значение задержки и хорошая масштабируемость. Для решения возникающих задач и разрабатывается архитектура MPLS которая обеспечивает построение магистральных сетей...

Русский

2014-11-14

55 KB

27 чел.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ХАРЬКОВСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

КАФЕДРА ТКС

Дисциплина: Организация бизнеса в ТКС

Реферат на тему

«Управление трафиком в сетях MPLS»

Выполнила: Проверила:

Ст.гр.ТК-07-5 Сабурова С.А.

Долженко Александра

Харьков 2010

СОДЕРЖАНИЕ

1 ПРИНЦИП КОММУТАЦИИ В MPLS-СЕТЯХ

2 УПРАВЛЕНИЕ ТРАФИКОМ В MPLS-СЕТЯХ

3 ВЫВОДЫ

4 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Традиционно главными требованиями, предъявляемыми к технологии магистральной сети, были высокая пропускная способность, малое значение задержки и хорошая масштабируемость. Однако современное состояние рынка диктует новые правила игры. Теперь поставщику услуг недостаточно просто предоставлять доступ к своей IP-магистрали. Изменившиеся потребности пользователей включают в себя и доступ к интегрированным сервисам сети, и организацию виртуальных частных сетей (VPN), и ряд других интеллектуальных услуг. Растущий спрос на дополнительные услуги, реализуемые поверх простого IP-доступа, обещает принести Интернет-провайдерам огромные доходы.

Для решения возникающих задач и разрабатывается архитектура MPLS, которая обеспечивает построение магистральных сетей, имеющих практически неограниченные возможности масштабирования, повышенную скорость обработки трафика и беспрецедентную гибкость с точки зрения организации дополнительных сервисов [2]. Технология MPLS теоретически может работать с любым протоколом второго уровня (ATM, Ethernet, PPP), данное обстоятельство повышает масштабируемость технологии, что особенно важно при построении магистральных сетей[1]. Кроме того, технология MPLS позволяет интегрировать сети IP и ATM, за счет чего поставщики услуг смогут не только сохранить средства, инвестированные в оборудование асинхронной передачи, но и извлечь дополнительную выгоду из совместного использования этих протоколов.

MPLS (MultiProtocol Label Switching) — это технология быстрой коммутации пакетов в многопротокольных сетях, основанная на использовании меток. MPLS разрабатывается и позиционируется как способ построения высокоскоростных IP-магистралей, однако область ее применения не ограничивается протоколом IP, а распространяется на трафик любого маршрутизируемого сетевого протокола.

Основное отличие этой технологии уже давно стало общеизвестно – IP-

маршрутизатор анализирует заголовок каждого пакета, чтобы выбрать направление для его пересылки к следующему маршрутизатору, в технологии MPLS заголовок анализируется только один раз на входе в сеть MPLS, после чего устанавливается соответствие между пакетом и потоком.

В настоящее время существуют два основных способа создания магистральных IP-сетей: с помощью IP-маршрутизаторов, соединенных каналами «точка—точка», либо на базе транспортной сети АТМ, поверх которой работают IP-маршрутизаторы. Применение MPLS оказывается выгодным в обоих случаях. В магистральной сети АТМ оно дает возможность одновременно предоставлять клиентам как стандартные сервисы ATM, так и широкий спектр услуг IP-сетей вместе с дополнительными услугами. Такой подход существенно расширяет пакет услуг провайдера, заметно повышая его конкурентоспособность. Тандем IP и ATM, соединенных посредством MPLS, способствует еще большему распространению этих технологий и создает основу для построения крупномасштабных сетей с интеграцией сервисов.

1.ПРИНЦИП КОММУТАЦИИ

В основе MPLS лежит принцип обмена меток. Любой передаваемый пакет ассоциируется с тем или иным классом сетевого уровня (Forwarding Equivalence Class, FEC), каждый из которых идентифицируется определенной меткой. Значение метки уникально лишь для участка пути между соседними узлами сети MPLS, которые называются также маршрутизаторами, коммутирующими по меткам (Label Switching Router, LSR). Метка передается в составе любого пакета, причем способ ее привязки к пакету зависит от используемой технологии канального уровня.

Маршрутизатор LSR получает топологическую информацию о сети, участвуя в работе алгоритма маршрутизации — OSPF, BGP, IS-IS. Затем он начинает взаимодействовать с соседними маршрутизаторами, распределяя метки, которые в дальнейшем будут применяться для коммутации. Обмен метками может производиться с помощью как специального протокола распределения меток (Label Distribution Protocol, LDP), так и модифицированных версий других протоколов сигнализации в сети (например, незначительно видоизмененных протоколов маршрутизации, резервирования ресурсов RSVP и др.).

Распределение меток между LSR приводит к установлению внутри домена MPLS путей с коммутацией по меткам (Label Switching Path, LSP). Каждый маршрутизатор LSR содержит таблицу, которая ставит в соответствие паре «входной интерфейс, входная метка» тройку «префикс адреса получателя, выходной интерфейс, выходная метка». Получая пакет, LSR по номеру интерфейса, на который пришел пакет, и по значению привязанной к пакету метки определяет для него выходной интерфейс. (Значение префикса применяется лишь для построения таблицы и в самом процессе коммутации не используется.) Старое значение метки заменяется новым, содержавшимся в поле «выходная метка» таблицы, и пакет отправляется к следующему устройству на пути LSP.

Вся операция требует лишь одноразовой идентификации значений полей в одной строке таблицы. Это занимает гораздо меньше времени, чем сравнение IP-адреса отправителя с наиболее длинным адресным префиксом в таблице маршрутизации, которое используется при традиционной маршрутизации.

Таким образом, главная особенность MPLS — отделение процесса коммутации пакета от анализа IP-адресов в его заголовке, что открывает ряд привлекательных возможностей.

2. УПРАВЛЕНИЕ ТРАФИКОМ

Одним из наиболее важных применений MPLS будет управление трафиком [1,3]. Важность этого приложения является уже широко признанной.

Управление трафиком (TE) связано с оптимизацией рабочих характеристик сетей. Вообще, ТЕ включает в себя технологию и научные принципы измерения, моделирования, описание, управление трафиком Интернет и приложение таких знаний и техники для получения определенных рабочих характеристик.

Главной целью управления трафиком в Интернет является достижение эффективной и надежной работы сети. Управление трафиком стало непременной функцией многих автономных систем.

Ключевые характеристики, сопряженные с управлением трафиком, могут относиться к следующим категориям:

  1.  ориентированные на трафик или
  2.  ориентированные на ресурсы.

Задачи, ориентированные на управление трафиком, включают в себя аспекты улучшения QoS информационных потоков. В модели “оптимальных усилий” для Интернет-сервиса ключевая задача управления трафиком включает в себя: минимизацию потерь пакетов и задержек, оптимизацию пропускной способности и согласование наилучшего уровня услуг.

Минимизация перегрузок является первичной задачей. Здесь речь идет не о кратковременных перегрузках, а о долгосрочных, влияющих на поведение сети в целом. Перегрузка обычно проявляется двояко:

  1.  Когда сетевых ресурсов недостаточно или они не соответствуют существующей загрузке.
  2.  Когда потоки трафика неэффективно распределены по имеющимся ресурсам.

Первый тип проблем перегрузки может быть решен путем:

1.расширения ресурса

2.применением классических средств управления перегрузкой

3.сочетанием этих подходов. Классическое управление перегрузкой пытается регулировать уровень потребности, снижая его до имеющегося в распоряжении уровня ресурсов,  включает в себя ограничение потока,  управление очередями в маршрутизаторе и т.д.

Второй тип проблем перегрузки, связанный с неэффективным размещением ресурсов, может быть решен посредством управления трафиком.

Протокол MPLS стратегически достаточен для управления трафиком, так как он может предоставить большую часть функций, доступных в модели наложений, и по относительно низкой цене по сравнению с конкурирующими альтернативными решениями. Столь же важно, что MPLS предлагает возможность автоматизировать функции управления трафиком.

Привлекательность MPLS для управления трафиком может быть ассоциирована со следующими факторами:

  1.  Явные пути с коммутацией меток (которые не ограничиваются парадигмой переадресации, когда маршрут определяется на основе адреса места назначения) могут быть легко сформированы сетевым администратором или посредством стандартных протоколов,
  2.  LSP могут поддерживаться эффективно,
  3.  Каналы передачи данных могут быть смоделированы и поставлены в соответствие LSP,
  4.  Набор атрибутов может быть ассоциирован с каналами передачи данных, которые регулируют их рабочие характеристики,
  5.  Набор атрибутов может быть ассоциирован с ресурсами, которые ограничивают положение LSP и каналов передачи данных,
  6.  MPLS позволяет как агрегацию так и дисагрегацию трафика, в то время как классическая переадресация на основе IP-адреса места назначения допускает только агрегацию,
  7.  Относительно легко интегрировать "маршрутизацию на основе ограничений" в рамках MPLS,
  8.  Хорошая реализация MPLS может предложить заметно более низкую избыточность, чем конкурирующие альтернативы управления трафиком.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Новокрещенов Н.С. IP/MPLS сети в России // Инфосфера, 2007

2 http://www.broadcasting.ru/mpls/

3 http://book.itep.ru/4/4/label.html

4 Андрушко Д.В. Методика нахождения оптимального числа маршрутов для решения задачи управления трафиком в сетях MPLS-TE//Радиотехника, 2007

ВЫВОДЫ

В работе был проведен общий обзор MPLS--технологии быстрой коммутации пакетов в многопротокольных сетях, основанной на использовании меток. Были рассмотрены общие проблемы управления трафиком и способы решения этих проблем при использовании MPLS.

Применение этой технологии предоставляет такие преимущества, как, например, расширенные возможности масштабирования, повышенную скорость обработки трафика и беспрецедентную гибкость с точки зрения организации дополнительных сервисов. Поэтому имеет смысл дальнейшее исследование и внедрение в жизнь этой технологии.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

28543. Использование нелинейных операций для построения блочных шифров 35.87 KB
  В большинстве блочных алгоритмов симметричного шифрования используются следующие типы операций: Табличная подстановка при которой группа битов отображается в другую группу битов. Эти операции циклически повторяются в алгоритме образуя так называемые раунды. Входом каждого раунда является выход предыдущего раунда и ключ который получен по определенному алгоритму из ключа шифрования K.
28544. МЕТОДЫ ЗАМЕНЫ 152.5 KB
  К достоинствам блочных шифров относят похожесть процедур шифрования и расшифрования, которые, как правило, отличаются лишь порядком действий. Это упрощает создание устройств шифрования, так как позволяет использовать одни и те же блоки в цепях шифрования и дешифрования.
28546. О возможности реализации абсолютной секретности в постановке Шеннона 58.5 KB
  А это в свою очередь может повлиять на выбор противником своих действий и таким образом совершенной секретности не получится. Следовательно приведенное определение неизбежным образом следует из нашего интуитивного представления о совершенной секретности. Для совершенной секретности системы величины PEM и PM должны быть равны для всех E и M.
28548. Режим ECB 31 KB
  ECBрежим идеален для небольшого количества данных например для шифрования ключа сессии. Режим шифрования Электронная Кодовая Книга ECB Под режимом шифрования здесь понимается такой алгоритм применения блочного шифра который при отправке сообщения позволяет преобразовывать открытый текст в шифротекст а после передачи этого шифротекста по открытому каналу позволяет однозначно восстановить первоначальный открытый текст. Как видно из определения сам блочный шифр теперь является лишь частью другого алгоритма алгоритма режима шифрования....
28549. Режим CBC 39 KB
  Дешифрование в режиме СВС Для получения первого блока зашифрованного сообщения используется инициализационный вектор IV для которого выполняется операция XOR с первым блоком незашифрованного сообщения. В режиме CBC при зашифровании каждая итерация алгоритма зависит от результата предыдущей итерации поэтому зашифрование сообщения не поддаётся расспараллеливанию. Однако расшифрование когда весь шифротекст уже получен можно выполнять параллельно и независимо для всех блоков сообщения см. Это дает значительный выигрыш во времени при...
28550. Режим CFB 66.5 KB
  Как и в режиме CBC здесь используется операция XOR для предыдущего блока зашифрованного текста и следующего блока незашифрованного текста. Таким образом любой блок зашифрованного текста является функцией от всего предыдущего незашифрованного текста. Для левых J битов выхода алгоритма выполняется операция XOR с первыми J битами незашифрованного текста Р1 для получения первого блока зашифрованного текста С1. При дешифровании используется аналогичная схема за исключением того что для блока получаемого зашифрованного текста выполняется...
28551. Режим шифрования с обратной связью по выходу (OFB) 52.55 KB
  Разница заключается в том что выход алгоритма в режиме OFB подается обратно в регистр тогда как в режиме CFB в регистр подается результат применения операции XOR к незашифрованному блоку и результату алгоритма см. Шифрование в режиме OFB Основное преимущество режима OFB состоит в том что если при передаче произошла ошибка то она не распространяется на следующие зашифрованные блоки и тем самым сохраняется возможность дешифрования последующих блоков. Дешифрование в режиме OFB Недостаток режима OFB заключается в том что он более уязвим к...