Назад в библиотеку

Управление трафиком: оптимизация пути с использованием протокола маршрутизации в выбранной сети

Автор: Manisha Wadhwa

Истоичник: ijert.org/traffic...

Автор перевода: Б.А. Кучеренко

Аннотация

При проектировании сети проектирование трафика важно для таких рабочих задач, как балансировка нагрузки, настройка протокола маршрутизации, балансировка нагрузки по нескольким каналам между соседними системами. Таким образом, мы фокусируемся на оценке трафика или нагрузке трафика. Еще одна сложная задача - адаптация маршрутизации трафика к условиям сети для выбора пути. Мы предлагаем фундаментальные цели для организации трафика автономных систем с протоколом маршрутизации BGP / IGP для достижения кратчайшего пути, изменяя маршрут или исправляя маршрутизацию.

Ключевые слова: балансировка нагрузки, BGP, IGP, протокол маршрутизации, плотность трафика.

Введение

Задача состоит в успешной передаче пакета от источника к месту назначения, и с помощью матрицы трафика можно распределить нагрузку трафика с использованием оценки трафика, основной целью которой является балансировка нагрузки с использованием протокола маршрутизации, такого как BGP, для успешного установления пути либо исправления маршрута / изменения маршрута.

Плотность трафика

Основная цель - эффективная передача данных от источника к пункту назначения, затем мы используем матрицы трафика, поток трафика через сеть является важным аспектом рабочей нагрузки сети. Объем трафика, следующего от каждой точки входа (источника) до каждой точки выхода (пункта назначения), называется матрицей трафика (TM). Распространенное допущение, сделанное при моделировании и оценке матрицы трафика, - это независимость пакетов на входе и выходе из сети. Тот факт, что большая часть трафика состоит из двустороннего обмена пакетами, означает, что потоки трафика, текущие в противоположных направлениях в любой точке сети, не являются независимыми.

На рисунке 1 показано движение трафика между узлами.

Рисунок 1 - Движение трафика между узлами.

На основе рисунка 1 создана матрица трафика, которая и поможет выбрать кратчайший путь. Матрица приведена в таблице на рисунке 2.

Рисунок 2 - Таблица кратчайшего пути.

Это статическое распределение трафика, здесь узел 1 - узел источника, 5 - узел назначения, а 2, 3, 4 - промежуточные узлы. Если найти кратчайший путь от источника к пункту назначения, пользуясь рисунком 1, то он будет 1-3-5. Но выбор статического пути в основном основан на протоколе маршрутизации, таком как BGP, OSPF.

Сравнение BGP и IGP

При обсуждении BGP важно понимать разницу между протоколом внутреннего шлюза (IGP) и BGP (пример протокола внешнего шлюза). IGP предназначен для предоставления информации о доступности в пределах одного домена маршрутизации

Сегодня в сетях обычно используются три типа IGP:

  • Протоколы вектора расстояния, такие как протокол маршрутной информации (RIP) и протокол маршрутизации внутреннего шлюза (IGRP);
  • Протоколы состояния канала, такие как Open Shortest Path First (OSPF) и Intermediate System-to-IntermediateSystem (IS-IS);
  • Гибридные протоколы, такие как Enhanced IGRP (EIGRP). Хотя эти протоколы разработаны с разными целями и ведут себя по-разному, общей целью является оптимизация пути в домене маршрутизации, то есть поиск оптимального пути к заданному месту назначения.

    IGP обладает некоторыми или всеми из следующих характеристик:

  • Способствует разработке топологии;
  • Стремится к быстрой конвергенции;
  • Требует периодические обновления для обеспечения точности информации о маршрутизации;
  • Под таким же административным контролем;
  • Предполагает общую политику маршрутизации;
  • Обеспечивает ограниченные возможности управления политиками.

    Из-за этих характеристик IGP не подходит для обеспечения междоменной маршрутизации. Например, протокол междоменной маршрутизации должен обеспечивать обширный контроль политик, потому что разные домены часто требуют разных политик маршрутизации и администрирования. В качестве другого примера, периодическое обновление маршрутов IGP не масштабируется, когда количество префиксов находится на уровне Интернета.

    С самого начала BGP был разработан как междоменный протокол. Двумя наиболее важными целями разработки были возможности управления политиками и масштабируемость. Однако BGP зачастую не подходит для замены IGP из-за его более медленной реакции на изменения топологии. Когда BGP используется для обеспечения доступности внутри домена, например, в MPLS VPN, настройки BGP часто необходимы для сокращения времени конвергенции. И IGP, и BGP имеют свое место. когда При проектировании сетей важно правильно использовать оба типа протоколов. Приведено более подробное сравнение BGP и IGP.

    Виртуальная частная сеть

    Виртуальная частная сеть (VPN) - это частная сеть передачи данных, которая использует общедоступную телекоммуникационную инфраструктуру, сохраняя конфиденциальность за счет использования протокола туннелирования и процедур безопасности. VPN - это частная сеть, обеспечивающая безопасность передачи данных от одного узла к другому, чтобы установить безопасный путь от источника к пункту назначения и после установления пути связи от узла к узлу доставка данных началась от источника к промежуточному узлу, а от него - уже к узлу назначения. Когда путь проходит от узла к узлу, возникают разные случаи, такие как отказ узла, временная задержка и потеря данных. и не обязательно доставлять данные от источника к месту назначения.

    Автономная система с частной сетью

    Рисунок 3 - Автономная система с частной сетью.

    На этом рисунке Автономная система-1 и Автономная система-2 взаимодействуют друг с другом и создают частную сеть. Автономная система-3 не находится в частной области, но эти AS-1, AS-2 и AS-3 находятся в сети. Предположим, что As-1 имеет 6 узлов A, B, C, D, E, F и AS-2, имеющий 5 узлов P, Q, R, S, T, как показано на рисунке 3.

    AS-1, Кратчайший путь-ABDF

    AS-2, Кратчайший путь PQST

    Рисунок 4. Кратчайший путь в автономной системе 1 и 2.

    На рис. 4 произошел сбой узла B AS-1, затем другой путь от A - это ACEF с использованием протокола маршрутизации bgp, но здесь вес имеет значение-7

    То же самое в AS-2, если узел Q вышел из строя, тогда другим путем, выбранным протоколом bgp, будет PRST…. Но они находятся в частной области в AS-1 и AS-2.

    Вывод

    Основная цель стоит в успешной передаче пакетов от исходного узла к конечному узлу в автономной системе, и эта автономная система работает либо в частной сети, либо вне её. Используя протокол маршрутизации, такой как BGP, выберается кратчайший путь от источника к пункту назначения. Но в некоторых случаях, когда происходит отказ выбранного узла, а выбранный путь не пройден, то выбирается другой путь от другого узла, поэтому стоит рассмотреть возможность передачи пакета от источника к пункту назначения и исправить маршрут, либо изменить его.

    Литература

  • 1. Z. Wang and J. Crowcroft, ?Analysis of shortest-path routing algorithms in a dynamic network environment, ACM Computer Communication Review, vol. 22, pp. 63–71, April 1992

  • 2. W. C. Lee, M. G. Hluchyj, and P. A. Humblet, ?Routing subject to quality of service constraints in integrated communication networks,IEEE Network Magazine, pp. 46–55, July/August 1995.

  • 3. Z. Wang and J. Crowcroft, ?Quality-of-service routing for supporting multimedtia applications,IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 14, pp. 1228–1234, September 1996.

  • 4. D. Xu, M. Chiang, and J. Rexford, ?Link-state routing with hop-by-hop forwarding can achieve optimal traffic engineering, in Proc. IEEE INFOCOM, May 2008.

  • 5. B. Fortz and M. Thorup. Internet traffic engineering by optimizing OSPF weights. In Proc. IEEE INFOCOM, 2000.

  • 6. Internet2. http://www.internet2.org

  • 7. S. Kandula, D. Katabi, B. Davie, and A. Charny Walking the tightrope: Responsive yet stable traffic engineering. In Proc. SIGCOMM, 2005.

  • 8. E. Keller, J. Rexford, and J. van der Merwe. Seamless BGP session migration with router grafting. In Proc. Networked Systems Design and Implementation, April 2010.

  • 9. E. Keller, M. Schapira, and J. Rexford. Rehoming Edge Links for Better Traffic Engineering. Technical Report TR917-11, Princeton University Computer Science Department, 2011.