Требования, которым должна удовлетворять мультисервисная транспортная сеть.
Под мультисервисными сетями мы понимаем предоставление разнородных телекоммуникационных услуг по единой инфраструктуре передачи данных.
Когда речь заходит о реализации мультисервисных сетей, обычно подлежат рассмотрению четыре технических вопроса:
· пропускная способность;
· задержка;
· рассинхронизация;
· управление.
Доставка видео и голоса должна осуществляться в реальном времени — с необходимостью приоритетности в случае перегрузок транспортной сети. Современные требования к мультисервисным сетям, обслуживающим различные информационные системы, предусматривают следующее:
· МС должна обеспечивать передачу разнородного, мультимедийного трафика (данные, голос, видео),
· МС должна обеспечивать требуемое качество сервиса при передаче мультимедийного трафика.
· МС должна предоставлять возможность построения виртуальных частных сетей для корпоративых заказчиков.
· МС должна обеспечивать высокоскоростной доступ конечных пользователей к сетевым ресурсам.
· МС должна обеспечивать надежное функционирование за счет возможности дублирования своих компонентов и возможности их оперативной замены.
Любая современная сеть передачи данных может быть разбита на следующие основные уровни:
· Опорный - высокопроизводительное ядро сети, предоставляющее транспортные услуги между объектами. Опорный уровень проектируется с целью высокоскоростной передачи пакетов. Опорный уровень сети должен обеспечивать высокоскоростную передачу пакетов между узлами, максимально используя полосу пропускания.
· Промежуточный - Основной задачей пограничной сети является доставка мультимедийного трафика от оборудования пользовательского доступа по различным интерфейсам с обеспечением необходимого качества сервиса. Для решения этой задачи необходимо использовать специальные "мультимедийные" мультиплексоры
Пользовательский - система, предоставляющая доступ в сеть передачи данных конечным пользователям, под которыми подразумеваются, конечно, и корпоративные пользователи.решает задачи подключения абонентов к поставщикам сетевых услуг по различным линиям связи. Существует методы пользовательского доступа (проводные и беспроводные)
Стеки протоколов ядра мультисервисной сети.
Классификация стеков протоколов доставки информации в транспортной сети
В транспортной сети могут использоваться разнообразные наборы протоколов для доставки информации различных служб и поддержки приложений:
· IP/AAL/ATM/SDH;
· IP/MPLS/Ethernet;
· IP/MPLS/PPP/I.430/I.431;
· IP/MPLS/LAP-F/I.430/I.431;
· IP/MPLS/LAP-D/I.430/I.431;
· IP/MPLS/DWDM.
Сущность «Многопротокольной коммутации с использованием меток» (MPLS).
В основе MPLS лежит принцип обмена меток. Любой передаваемый пакет ассоциируется с тем или иным классом сетевого уровня (ForwardingEquivalenceClass, 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 (LabelSwitchingRouter, 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 (LabelDistributionProtocol, 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 (LabelSwitchingPath, 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.
Сеть MPLS делится на две функционально различные области — ядро и граничную область.
Ядро образуют устройства, минимальным требованием к которым является поддержка MPLS и участие в процессе маршрутизации трафика для того протокола, который коммутируется с помощью MPLS.
Маршрутизаторы ядра занимаются только коммутацией. Все функции классификации пакетов по различным FEC, а также реализацию таких дополнительных сервисов, как фильтрация, явная маршрутизация, выравнивание нагрузки и управление трафиком, берут на себя граничные LSR. В результате интенсивные вычисления приходятся на граничную область, а высокопроизводительная коммутация выполняется в ядре, что позволяет оптимизировать конфигурацию устройств MPLS в зависимости от их местоположения в сети.
Таким образом, главная особенность MPLS — отделение процесса коммутации пакета от анализа IP-адресов в его заголовке, что открывает ряд привлекательных возможностей. Очевидным следствием описанного подхода является тот факт, что очередной сегмент LSP может не совпадать с очередным сегментом маршрута, который был бы выбран при традиционной маршрутизации. Поскольку на установление соответствия пакетов определенным классам FEC могут влиять не только IP-адреса, но и другие параметры, нетрудно реализовать, например, назначение различных LSP пакетам, относящимся к различным потокам RSVP или имеющим разные приоритеты обслуживания. Конечно, подобный сценарий удается осуществить и в обычных маршрутизируемых сетях, но решение на базе MPLS оказывается проще и к тому же гораздо лучше масштабируется. Каждый из классов FEC обрабатывается отдельно от остальных — не только потому, что для него строится свой путь LSP, но и в смысле доступа к общим ресурсам (полосе пропускания канала и буферному пространству).
В результате технология MPLS позволяет очень эффективно поддерживать требуемое качество обслуживания, не нарушая предоставленных пользователю гарантий. Применение в LSR таких механизмов управления буферизацией и очередями, как WRED, WFQ или CBWFQ, дает возможность оператору сети MPLS контролировать распределение ресурсов и изолировать трафик отдельных пользователей. Использование явно задаваемого маршрута в сети MPLS свободно от недостатков стандартной IP-маршрутизации от источника, поскольку вся информация о маршруте содержится в метке и пакету не требуется нести адреса промежуточных узлов, что улучшает управление распределением нагрузки в сети. [4,5]
19. Отличие технологий ATM и MPLS .ATMасинхронный способ передачи данных — сетевая высокопроизводительная технология коммутации и мультиплексирования пакетов, которые представляют собой ячейки фиксированного размера в 53 байта, где первые 5 байт используются под заголовок.
MPLSмногопротокольная коммутация по меткам — механизм осуществляющий передачу данных от одного узла сети к другому с помощью меток.
MPLS является масштабируемым и независимым от каких-либо протоколов механизмом передачи данных. В сети, основанной на MPLS, пакетам данных присваиваются метки. Решение о дальнейшей передаче пакета осуществляется только на основании значения присвоенной метки
Базовые принципы АТМ.
Сеть ATM строится на основе соединенных друг с другом АТМ-коммутаторов. Небольшой, постоянный размер ячейки, используемый в ATM, позволяет:
· Совместно передавать данные с различными классами требований к задержкам в сети, причём по каналам как с высокой, так и с низкой пропускной способностью;
· Работать с постоянными и переменными потоками данных;
· Интегрировать на одном канале любые виды информации: данные, голос, потоковое аудио- и видеовещание, телеметрия и т. п.;
· Поддерживать соединения типа точка–точка, точка–многоточка и многоточка–многоточка.
Технология ATM предполагает межсетевое взаимодействие на трёх уровнях.
Для передачи данных от отправителя к получателю в сети ATM создаются виртуальные каналы, , которые бывают трёх видов:
· постоянный виртуальный канал, PVC, который создаётся между двумя точками и существует в течение длительного времени;
· коммутируемый виртуальный канал, SVC, который создаётся между двумя точками непосредственно перед передачей данных и разрывается после окончания сеанса связи.
· автоматически настраиваемый постоянный виртуальный канал, SPVC. Каналы SPVC по сути представляют собой каналы PVC, которые инициализируются по требованию в коммутаторах ATM. Канал PVC создаётся путём статического определения конфигурации в рамках всей инфраструктуры провайдера и всегда находится в состоянии готовности. Но в канале SPVC соединение является статическим только от конечной точки до первого коммутатора ATM. А на участке от устройства DCE отправителя до устройства DCE получателя в пределах инфраструктуры провайдера соединение может формироваться, разрываться и снова устанавливаться по требованию. Установленное соединение продолжает оставаться статическим до тех пор, пока нарушение работы одного из звеньев канала не вызовет прекращения функционирования этого виртуального канала в пределах инфраструктуры провайдера сети.
Для маршрутизации в пакетах используют так называемые идентификаторы пакета. Они бывают двух видов:
· VPI — идентификатор виртуального пути (номер канала)
· VCI — идентификатор виртуального канала (номер соединения)
Сравнение.
Технологии АТМ и MPLS выполняют в сетях передачи данных одни и те же функции: создание слоя второго уровня с установлением виртуальных соединений для обеспечения, дифференцированного обслуживания различных типов пользовательского трафика (поддержка SLA), и сбалансированности загрузки ресурсов на основе рационального выбора маршрутов следования трафика через сеть.
Одним из достоинств технологии MPLS по сравнению с АТМ является ее способность использовать практически любой формат кадров существующих технологий второго уровня Еще одним хорошим «масштабируемым» свойством MPLS является неограниченное число уровней иерархии меток и, соответственно, агрегирования путей — вместо двух уровней АТМ.
20. Формат метки MPLS и назначение всех полей.Технология MPLS основана на обработке заголовка MPLS, добавляемого к каждому пакету данных. Заголовок MPLS может состоять из одной или нескольких «меток». Несколько записей (меток) в заголовке
Каждая запись в стеке меток состоит из следующих четырёх полей:
значение метки Label занимает 20 бит;
· поле «класс трафика» TC используется для реализации механизмов качества обслуживания (QoS) и явного уведомления о перегрузке занимает 3 бита;
· флаг «дно стека» . Если флаг установлен в 1, то это означает, что текущая метка последняя в стеке; занимает 1 бит;
· поле TTL используется для предотвращения петель MPLS коммутации; занимает 8 бит.
В MPLS-маршрутизаторе пакет с меткой коммутируется на следующий порт после поиска метки в таблице коммутации. поиск меток и коммутация по меткам выполнялись быстрее, чем поиск по таблице маршрутизации.
Маршрутизаторы, расположенные на входе или выходе MPLS-сети, называются LER граничный маршрутизатор меток. LER на входе в MPLS добавляют метку к пакету данных, а LER на выходе из MPLS- удаляет метку из пакета данных.
Маршрутизаторы, выполняющие маршрутизацию пакетов данных, называются LSR.В некоторых случаях пакет данных, поступивший на порт LER, уже может содержать метку, тогда новый LER добавляет вторую метку в пакет данных.
Виртуальные каналы, называемые LSP (пути коммутации меток), устанавливаются провайдерами для решения различных задач, например, для организации VPN или для передачи трафика через сеть MPLS по указанному туннелю.
заголовок MPLS каждого уровня имеет собственный набор полей: метка, CoS, TTL и S. Последовательность заголовков организована как стек, так что всегда имеется метка, находящаяся на вершине стека, и метка, находящаяся на дне стека. Над метками выполняются следующие операции, задаваемые в поле действий таблицы продвижения:
Push — поместить метку в стек. В случае пустого стека эта операция означает простое присвоение метки пакету. Если же в стеке уже имеются метки, в результате этой операции новая метка сдвигает «старые» в глубь стека, сама оказываясь на вершине.
Swap — заменить текущую метку новой.
Pop — выталкивание (удаление) верхней метки, в результате все остальные метки стека поднимаются на один уровень.
Продвижение MPLS-кадра всегда происходит на основе метки, находящейся в данный момент на вершине стека.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 1196; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!