Шепеленко СГ Управление трафиком в MPLS сетях

УПРАВЛЕНИЕ ТРАФИКОМ В MPLS СЕТЯХ

Шепеленко С.Г.
Донецкий национальный технический университет

Научный руководитель: к.т.н., доц. Бессараб В. И.

Источник: Научно-технический сборник “Современные проблемы радиотехники и телекоммуникаций РТ-2011”. / Материалы 7-й международной молодежной научно-технической конференции “Современные проблемы радиотехники и телекоммуникаций РТ-2011”.

Abstract - providing increased productivity through more efficient allocation of bandwidth backbone links, load transfer between the LSP in a changing network traffic.

1. Введение

Управление трафиком – одна з основных функций сети MPLS. Она предполагает обеспечение эффективного использования доступной пропускной способности сети и защищенных услуг. Задачи, ориентированные на управление трафиком, включают в себя аспекты улучшения QoS информационных потоков. Полоса пропускания является критическим ресурсом современных сетей. Следовательно, центральной функцией управления трафиком является эффективное управление пропускной способностью.

2.Основная часть

Основной механизм управления трафиком в MPLS – использование однонаправленных туннелей для задания пути прохождения определенного трафика. Например, для одного вида трафика, например высокоприоритетного голосового можно проложить один путь через сеть, а для низкоприоритетного – другой. Так как туннели – однонаправленные, то обратный путь может быть совершенно другим. Технологически управление трафиком в MPLS основывается на формировании маршрутов прохождения пакетов (LSP) через сеть с помощью механизма создания туннелей (MPLS Tunnel), который в свою очередь базируется на стекировании меток (Labels Stack).

Минимизация перегрузок является первичной задачей управления трафиком в MPLS сетях. 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 расширения ресурса или применением классических средств управления перегрузкой. Классическое управление перегрузкой включает в себя: ограничение потока, управление шириной окна для потока, управление очередями в маршрутизаторе, диспетчеризацию и т.д.

Второй тип проблем перегрузки, связанный с неэффективным размещением ресурсов, может быть решен посредством управления трафиком. Вообще, перегрузка, связанная с неэффективным размещением ресурсов, может быть уменьшена с помощью политики балансировки нагрузки в различных фрагментах сети.Задачей таких стратегий является минимизация максимальной перегрузки или напротив минимизация максимума использования ресурса. Когда перегрузка минимизирована путем оптимального размещения ресурсов, потери пакетов и задержка доставки падают, а совокупная пропускная способность возрастает. Таким образом, восприятие конечным пользователем качества сетевого обслуживания становится лучше.

Математическая модель эффекта туннелирования в MPLS представляет собой сеть массового обслуживания с последовательными очередями. Оцениваемыми параметрами являются среднее время обслуживания без прерывания (период занятости) и среднее время пребывания пакета в n-м узле. Обслуживаемые за период занятости (т.е. непрерывно, без освобождения) пакеты объединяются в группу на выходе узла и называются пачкой. Средняя длина такой пачки выражается числом пакетов. На вход граничного узла 1 поступает пуассоновский поток сообщений с интенсивностью входного потока заявок λ и средним временем обслуживания 1/μ.

Математический анализ этих двух явлений эффекта туннелирования MPLS позволяет вывести следующую формулу для времени пребывания пакета в туннеле из N узлов:

где - 𝛾 постоянная Эйлера (𝛾=0.577), а N>2.

Формула позволяет рассчитать целесообразность организации туннеля в LSP для индивидуальных пар «исходящий узел – узел назначения» при заданных загрузке сети ρ и нормативов качества обслуживания. С ее помощью дается также показать, что отдельные туннелированные LSP в наиболее реалистических случаях, вероятно, должны являться предпочтительным режимом работы для IP-телефонии.

Технология MPLS для повышения эффективности утилизации пропускной способности сети, используя альтернативные маршруты. Это означает, что каждый канал LSP может быть защищен с помощью резервного маршрута, который начинает работать с момента отказа канала. Это обеспечивает защиту основных туннелей с помощью заранее проложенных запасных туннелей В случае сбоя переключения занимает менее 50 мс при защите линии связи между маршрутизаторами и менее 100 мс при защите от сбоя узла сети.

3.Заключение