Ткаченко М.А. - Управление трафиком в IP-сети

Быстрый рост трафика и внедрение новых сервисных услуг ставит перед провайдерами задачу, быстро реагировать на эти изменения и адаптироваться к изменяющейся ситуации. И хотя, на первый взгляд, IP-сети располагают необходимыми механизмами для поддержания сети в рабочем состоянии, но все они не гарантируют рационального использования сетевых ресурсов.

Поэтому при проектировании сети передачи данных важной является задача оптимизации выбора маршрута следования трафика, обеспечивающего требуемую производительность сети и её адаптацию к изменениям трафика. Для этого необходимо применять в сети какой-либо метод управления трафиком.

Cамым эффективным методом является применение технологии многопротокольной коммутации по меткам (MPLS – MultiProtocol Label Switching). Основой MPLS лежит принцип обмена меток. Значение поля метки уникально для участка пути между соседними узлами сети MPLS, которые называются маршрутизаторами, коммутирующими по меткам LSR (Label Switched Router).

Пограничным входящим маршрутизатором LSR в каждый пакет, поступающий в сегмент MPLS, добавляется поле метки, класс услуги. При определении значения поля метки данного пакета осуществляется определение его класса обслуживания FEC (Forwarding Equivalence Class). Возможности управления трафиком в сети MPLS реализовываются с помощью технологий трафика инжиниринга Traffic Engineering (TE), основным механизмом которых является использование однонаправленных туннелей (MPLS TE tunnel) для задания пути прохождения определенного трафика. Так как туннели – однонаправленные, то обратный путь может быть совершенно другим[1].

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 и средним временем обслуживания 1/µ. Сообщения, сгруппированные на узле n(n>=2), остаются сгруппированными и на последующих узлах n+1, n+2[2].

Второй узел может рассматриваться как реальный источник пачек сообщений. Сложность поведения пакетов в нем обусловлена двумя явлениями: сцеплением пачек, исходящих от первого узла, и фрагментацией этих же пачек.

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

Формула (1) позволяет рассчитать целесообразность организации туннеля в LSP для индивидуальных пар "исходящий узел – узел назначения" при заданных загрузке сети p и нормативов качества обслуживания[2].

Список использованной литературы

1. Олифер Виктор. Искусство оптимизации трафика./ Виктор Олифер, Наталья Олифер // Журнал «Сетевых решений/LAN», № 12, 2002
2. Гольдштейн А.Б. Механизм эффективного туннелирования в сети MPLS / А.Б.Гольдштейн // «Вестник связи». – М., 2004, №2