Преимущества технологии ATM

<

060314 0957 1 Преимущества технологии ATMпоследнего замеров оцифрованного с частотой 8 Кгц голоса) для ячеек такого размера составляет меньше 6 мс, а задержка приоритетной ячейки из-за передачи неприоритетной или служебной ячейки вообще почти незаметна — всего около 3 мкс.

Однако за прошедшие 10 лет масштабы скоростей изменились, и в настоящее время такие технологии, как Packet over SDH/SONET или 10 Gigabit Ethernet, работают уже на скорости 10 Гбит/с, то есть в 64 раза быстрее, чем 155 Мбит/с. Это значит, что те же максимальные задержки в 3 мкс из-за вставки неприоритетных данных между приоритетными данными, которые раньше достигались за счет сокращения объема ячейки до 53 байт, сегодня можно соблюсти и при использовании кадров с полем данных в 64 раза больше. Это подтверждается практикой работы синхронных цифровых систем передачи SDH с транспортными модулями STM-16/OC-48 и STM-64/OC-192 в Internet, где используются кадры с максимальным объемом поля данных в 4500 байт (для поддержки поля такой длины многие высокоскоростные продукты Ethernet поддерживают так называемые гигантские кадры [jumbo], хотя они пока не стандартизованы).

Затраты вычислительной мощности любого пакетного коммуникационного устройства, независимо от поддерживаемой им технологии, пропорциональны количеству обрабатываемых пакетов (кадров, ячеек), поступающих за единицу времени, а не их размеру, поэтому коммутатору ATM приходится выполнять примерно в 100 раз большую работу, чем маршрутизатору IP, работающему с кадром размером в 4500-5500 байт. При этом разница в скорости доставки вследствие различий в размере ячеек и кадров не превышает наносекундных величин и не ощущается пользователями сети.

Одним из достоинств технологии MPLS по сравнению с ATM является ее способность использовать практически любой формат кадров существующих технологий второго уровня – ATM, Frame Relay, РРР, Ethernet или любой иной, которая может появиться завтра. Поэтому она имеет несколько разновидностей: A-MPLS, F-MPLS, P-MPLS и Е-MPLS; они, соответственно, используют ячейки ATM, Frame Relay, РРР или Ethernet. Такая протокольная независимость пары IP/MPLS обеспечивает ей высокую степень гибкости и масштабируемости, так необходимую при работе на магистрали.

Таким образом, стоимость переноса одного и того же объема данных с равной скоростью по магистрали MPLS и магистрали ATM всегда различна. Относительно меньшие затраты вычислительной мощности маршрутизатора приводят к тому, что магистраль MPLS оказывается экономичней. Правда, в сегодняшней схеме применения MPLS пока не решена проблема объединения небольших по объему пользовательских голосовых пакетов в большие кадры магистрали. Задержки пакетизации как фактор все равно остаются, они зависят не от скорости передачи данных, а от частоты преобразования голоса в цифровую форму, так что исходный кадр или ячейку с октетами речи все равно нельзя делать большими.

Единственный выход – собирать их на входе в магистраль в кадры большого объема и разбирать на выходе. Многоуровневое вложение меток в MPLS позволяет это сделать, однако соответствующие стандарты пока не разработаны.

Масштабируемость означает также экономичную поддержку большого количества пользовательских потоков.

Экономичность подразумевает возможность передачи через магистраль многочисленных потоков без необходимости слежения за каждым из них, то есть агрегировано.

Как ATM, так и MPLS реализуют такие функции:

– в ATM – это агрегирование отдельных соединений виртуального канала VCC в общее соединение виртуального пути VPC;

в MPLS – агрегирование разных пользовательских потоков в общий класс продвижения (Forwarding Equivalence Class, FEC) и передача их по общему пути LSP.

При этом механизмы агрегирования MPLS более гибки и поддаются автоматизации. Если коммутатор ATM не «видит» ничего, кроме информации своего второго уровня, то есть идентификаторов виртуального канала/пути (VCI/VPI), то коммутирующий маршрутизатор MPLS (Label Switch/Router, LSR) имеет доступ к информации того же второго уровня, третьего (IP-адреса), четвертого (порты TCP/UDP), а часто — и прикладного. Поэтому администратор может написать несколько правил агрегирования с учетом разных признаков трафика, в том числе и высокоуровневых, и предоставить дальнейшую работу LSR, а не конфигурировать отображение VCC на VPC вручную. Еще одним хорошим свойством MPLS, повышающим её масштабируемость, является неограниченное число уровней в иерархии меток и, соответственно, агрегирования путей — вместо двух подуровней ATM (VC и VP) [8].

 

 

2.2.3 Тонкая и разнообразная поддержка дифференцированного обслуживания разных типов трафика всегда рассматривалась как наиболее сильная сторона ATM. Действительно разработчики технологии всесторонне проанализировали все типы существующего трафика, разделили его на несколько категорий, для каждой из категорий создали отдельную службу (CBR, rt-VBR, nrt-VBR, ABR и UBR), призванную наилучшим образом поддерживать передачу соетветствующёш ей трафика. При этом сеть может контролировать параметры QoS «из конца в конец» для каждого отдельного виртуального соединения, обеспечивая высокую степень гранулированности соглашений SLA. Неспособность MPLS поддерживать QoS подобным образом очень многие считают ее слабостью и главной причиной сохранения ATM на магистрали. Безусловно, проблемы с издержкой QoS у сетей IP/MPLS существуют, но дело не в том, что MPLS не может поддерживать QoS так же как ATM. Сегодня отсутствует стандарт, устанавливающий для MPLS способы поддержки QoS в соответствии с особой ролью технологии, предназначенной для ядра сети, а не для не периферии.

Нужно отметить, что поддержка QoS вообще не встроена жестко в MPLS (если не считать зарезервированных 3 бит Ехр в заголовке, которые ряд производителей сегодня использует для переноса признака приоритетности кадра).

Подобное «упущение» сделано сознательно, чтобы предоставить производителям и сетевым интеграторам свободу действий и возможность применять те из имеющихся механизмов QoS, что наилучшим образом отвечают потребностям сети. Сегодня таким рекомендуемым механизмом является архитектура DiffServ, она разработана для сетей IP и ориентирована на работу с несколькими агрегированными классами трафика, а не с отдельными пользовательскими соединениями, как в ATM. Именно такая технология подходит для работы на магистрали сети.

Другим выбором сетевых интеграторов/может оказаться объединение техники инжиниринга трафика MPLS cNDiffServ, этот механизм получил название «DiffServ Aware Traffic Engineering». Он предусматривает прокладку в сети IP/MPLS агрегированных irVreft LSP двух типов — для чувствительного к задержкам трафика и для остального. В результате этого весь пользовательский трафик сводится всегок двум классам, так что вместо информации о параметрах QoS тысяч виртуальных соединений (подход ATM), устройствам LSR достаточно запоминать параметры только двух LSP по каждому интерфейсу. Такое существеннее сокращение видов трафика обеспечивает высокую масштабируемость решения и сохраняет поддержку QoS.

Проблема лишь в том, что DiffServ Aware Traffic Engineering — всего лишь проект для Internet, и до сих пор неясно, когда и в каком окончательном виде данная техника станет стандартом. Это действительно слабое место MPLS создает проблемы с совместимостью решений производителей в отношении механизмов QoS. Кроме того, пользователь оказывается в совершенно непредсказуемой ситуации при получении сервиса MPLS – неизвестно, как его реализовал оператор, каким образом он поддерживает соблюдение параметров QpS и обеспечивает ли вообще, поскольку стандарта не существует. У технологии ATM таких проблем нет: QoS у всех производителей реализуется более или менее однотипно, в соответствии со стандартами. Более того, технология ATM дает пользователю возможность проконтролировать качество виртуального соединения, а для MPLS подобные стандартные

Что же касается отсутствия в MPLS ATM-подобных механизмов гранулированной поддержки QoS, то для работы на современной магистрали они и не нужны. Такой на первый взгляд неожиданный вывод достаточно просто обосновать теоретически и подтвердить практическими измерениями трафика Internet. Это объясняется тем, что при объединении значительного количества пользовательских потоков в один общий вступает в действие закон больших чисел: пульсации одних потоков накладываются на периоды молчания других, так что суммарный поток становится гораздо более «гладким». При передаче трафика по высокоскоростным каналам со скоростями 2,5– 10,0 Гбит/с пульсации большого количества (несколько тысяч) отдельных пользовательских потоков в суммарном потоке настолько сглаживаются, что для их обработки достаточно простых методов работы с очередями: например, тех, которые развиваются в рамках механизмов DiffServ, применяемых в устройствах 1P/MPLS. Из этого следует, что тонкие методы поддержки QoS, как в технологии ATM, в таких условиях просто излишни, а их применение приведет только к удорожанию магистрали из-за необходимости запоминания каждым магистральным маршрутизатором тысяч параметров отдельных соединений, то есть к явно не масштабируемому решению [8].

 

5.2.4 Совместная работа ATM и IP/MPLS

Сравнение технологий ATM и IP/MPLS проводилось только по двум, хотя и очень важным для магистрали параметрам: масштабируемости и поддержке QoS для разных типов трафика. Понятно, что было бы полезно провести подобное сравнение и по другим параметрам: набору услуг, которые можно развернуть на основе той и другой технологии, степени автоматизации формирования этих услуг, обеспечению высокой надежности транспортировки трафика в условиях отказов каналов и коммуникационных устройств и другим. Безусловно, при таком сравнении следует учитывать еще один параметр — тип оператора связи, так как потребности у операторов могут значительно отличаться. Тем не менее, и с учетом всех выше приведенных обстоятельств, следующий вывод остается справедливым: для крупных операторов связи применение MPLS на сверхскоростной магистрали является более перспективным вариантом, чем ATM.

При этом за ATM остаются сети доступа, где его применение вполне уместно. Большинство операторов связи поддерживают такое решение, считая сочетание «ATM в сети доступа» и «IP/MPLS на магистрали» рациональным и стратегически верным.

Сегодня существует два подхода к обеспечению взаимодействия сети доступа ATM с магистралью IP/MPLS: на третьем уровне и на втором.

Вариант взаимодействия на третьем уровне наиболее проработан в документе RFC 2547, известном под названием IP/MPLS VPN или MPLS VPN третьего уровня. Собственно, здесь принципиальное значение имеет

<

не то, какая технология второго уровня применяется в сети доступа, а то, что поверх нее работает протокол IP со своей адресацией. Если в сети доступа используется технология ATM, то ее виртуальные соединения заканчиваются на входных интерфейсах пограничного маршрутизатора, а трафик отображается на нужный путь LSP магистрали на основе IP-адреса назначения. В случае; когда в сети доступа прибегают к другим технологиям второго уровня (Ethernet, frame relay), их адресная информация также игнорируется при поступлении в магистраль и не учитывается при прохождении через нее.

Альтернативно сеть доступа может взаимодействовать с магистралью IP/MPLS на втором уровне. При этом протоколы третьего уровня, например IP или IPX, вообще не участвуют во взаимодействии. Это очень важное свойство, потому что около половины пользовательского трафика, переносимого сетями западных операторов, составляет не трафик ГР, а унаследованный трафик SNA, IPX, DECnet и трафик телефонных сетей, упакованный непосредственно в ячейки ATM или кадры FR. Поэтому при организации взаимодействия на третьем уровне такой трафик нужно обязательно инкапсулировать в пакеты IP, что приводит к большим накладным расходам, а в данном варианте он инкапсулируется непосредственно в кадры или ячейки второго уровня, что уменьшает затраты.

Для переноса трафика второго уровня через магистраль используются таблицы отображения адресов второго уровня на пути LSP. При этом адрес не отбрасывается, а запоминается и помещается в поле внутренней метки заголовка MPLS, то есть задействуется свойство MPLS поддерживать иерархические пути за счет иерархии меток в заголовке кадра. При выходе кадра или ячейки из магистрали эта адресная информация восстанавливается, и данные продолжают перемещаться по сети доступа к узлу назначения в соответствии с работающей в ней технологией. Таким образом, реализуется туннелирование трафика второго уровня, при котором в качестве туннелей служат пути LSP через магистраль. Если в сети доступа применяется технология ATM, то виртуальное соединение не заканчивается на входном устройстве магистрали, а прозрачным образом проходит через туннель MPLS и продолжается по выходе из магистрали в сети доступа со стороны узла назначения. Таблица отображения идентификаторов VCI/VPI на путь LSP во входном устройстве магистрали используется для управления маршрутом прохождения через магистраль.

К сожалению, эта таблица должна создаваться вручную, другие подходы пока не предусмотрены.

Описанные схемы взаимодействия ATM и MPLS дополняют друг друга. Применяя их вместе, оператор получает возможность передавать через магистраль MPLS любой трафик – как IP, так и отличный от него.

Производители телекоммуникационного оборудования, предопределяя развитие мультисервисных сетей на основе технологий ATM и MPLS, начали выпуск коммутаторов ATM нового поколения, особенностью этих коммутаторов является их поддержка ГР/MPLS, помимо ATM. Таким образом, оператор, устанавливающий эти устройства в своей сети, может в будущем перейти к IP/MPLS без замены магистральных устройств. В том случае, когда он решит поддерживать MPLS с форматом ячейки ATM (то есть вариант A/MPLS), ему не понадобится даже менять аппаратуру, а достаточно будет только активизировать программное обеспечение IP/MPLS, которое будет работать на тех же интерфейсных картах. В новых коммутаторах обеспечивается полная поддержка всех функций IP, что делает их действительно мультисервисными и освобождает оператора от необходимости устанавливать в сети отдельные маршрутизаторы IP для связи с Internet.

Одновременная поддержка в магистральных коммутаторах технологий ATM и IP/MPLS дает возможность операторам реализовать еще одну схему их взаимодействия — смешанную. Собственно, это даже не схема, а стратегия постепенной миграции магистрали ATM к магистрали IP/MPLS. По мере установки в сети ATM все большего количества коммутаторов нового поколения с поддержкой технологии MPLS оператор сможет увеличить и количество путей LSP между пограничными устройствами, не отказываясь в то же время от уже работающих виртуальных соединений ATM. При этом производители таких коммутаторов в своих статьях рекомендуют операторам начать с перевода на MPLS нетребовательного к качеству обслуживания трафика (толерантного к задержке и ждиттеру задержки), для которого оператор не обязан гарантировать клиентам каких-либо количественных характеристик QoS. Только получив исчерпывающие данные, по результатам мониторинга трафика подобного класса, и накопив опыт работы с MPLS, следует обратиться к переводу на пути LSP других классов трафика, в том числе и чувствительных к задержкам, переносимому сегодня с помощью служб CBR и rt-VBR в сетях с технологией ATM [8].

 

 

Математическая модель эффекта туннелирования в MPLS представляет собой сеть массового обслуживания с последовательными очередями (рисунок 15). В данной работе представлен результат вычисления времени пребывания пакета в туннеле при большом числе последовательных узлов.

 

060314 0957 2 Преимущества технологии ATM060314 0957 3 Преимущества технологии ATM060314 0957 4 Преимущества технологии ATM060314 0957 5 Преимущества технологии ATM060314 0957 6 Преимущества технологии ATM060314 0957 7 Преимущества технологии ATM

 

 

 

Рисунок 15 – Модель последовательных очередей

 

Оцениваемыми параметрами являются среднее время обслуживания без прерывания (период занятости) и среднее время пребывания пакета в п-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. В 1956 г. была опубликована теорема Бурке [6], согласно которой выходной поток заявок в системе М/М/m в стационарных условиях (при р=λ/(μm)<1) является также пуассоновским с той же интенсивностью λ. Но при последовательно соединенных очередях мы не можем рассматривать каждый узел независимо от других, даже в условиях, когда выполняется теорема Бурке. Если мы рассматриваем два следующих один за другим сообщения на узле n (n≥2), интервал времени между поступлением этих двух сообщений зависит от времен поступления и обслуживания на предыдущих узлах.

Сообщения, сгруппированные на узле n (n≥2), остаются сгруппированными и на последующих узлах n+1, n+2.

Специфическое поведение первого узла (п=1) очевидно и связано с тем, что сообщения поступают напрямую, не проходя через какой-либо узел. Специфика режима работы второго узла (n=2) и этот второй узел может рассматриваться как реальный источник пачек сообщений.

Эта специфика второго узла ясна и интуитивно. Сложность поведения пакетов в нем обусловлена двумя явлениями: сцеплением пачек, исходящих от первого узла, и фрагментацией этих же пачек.

Первое явление сцепления относится не только ко второму, но и к любому не первому узлу n (n≠1) и связано с тем, первый пакет k-й пачки догоняет на этом узле последний пакет (k-1)-й пачки, и обе пачки — k-я и (k-1)-я — соответствующим образом сцепляются, как это показано на рис.16.    

Второе явление фрагментации, которое иллюстрирует рисунке 16, не столь очевидно и имеет место только во втором узле, но тоже вполне наглядно. Пусть в первом узле обслуживается пакет номер j из пачки А: и в этот момент на тот же первый узел поступает следующий пакет номер j+1, время обслуживания которого превышает время обслуживания пакета у. Пусть на следующем втором узле в этот момент нет очереди, и пакет j обслуживается, как только он поступает на узел 2, пакеты j+1 и j начинают обслуживаться одновременно на узлах 1 и 2, соответственно. Когда пакету затем покидает узел 2, пакет j+1 всё ещё продолжает обрабатываться на узле 1, поскольку время его обслуживания дольше.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

060314 0957 8 Преимущества технологии ATM

 

Рисунок 16 – Фрагментация пачки k в узле n

 

 

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

060314 0957 9 Преимущества технологии ATM    (1)

где γ — постоянная Эйлера (γ ≡ 0,577), a N>2.

Формула (1) позволяет рассчитать целесообразность организации туннеля в LSP для индивидуальных пар «исходящий узел — узел назначения» при заданных загрузке сети р 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.

Рассмотрим маршрут в MPLS-сети, который состоит из N узлов и физических каналов передачи данных между ними. Маршрут соответствует трем объектам: LSRИ (LSR источника), LSRH (LSR назначения) и классом обслуживания трафика, определяемым допустимым временем передачи. Пусть λ по-прежнему означает интенсивность пуассоновского потока запросов, а 1/μ означает усредненное время обслуживания сообщений в узле. Соответственно, р=λ/μ означает нагрузку, обслуживаемую узлом LSP-маршрута. Обслуживание же этой нагрузки узлами, входящими в данный LSP-маршрут, и является основной работой данного фрагмента сети MPLS.

В контексте поставленной задачи поиска стратегии принятия решения об организации LSP-туннеля для оценки альтернативного варианта суммарного времени V2(N) пребывания пакета в LSP-пути без туннеля допустимо использовать В-формулу Эрланга в качестве адекватной оценки, позволяющей произвести сравнение с Vj(N).

На рисунке 17 представлены оба варианта передачи сообщений при наличии или при отсутствии LSP-туннеля. В первом случае суммарное время пребывания пакета в сети равно Vi(N), а во втором случае время пребывания того же пакета в сети равно V2(N).

060314 0957 10 Преимущества технологии ATM

060314 0957 11 Преимущества технологии ATM LSP – маршрут

060314 0957 12 Преимущества технологии ATM LSP — туннель

Рисунок 17 – Сравнительная оценка величин V1(N) и V2(N)

 

Для аналитического исследования ситуации отсутствия LSP-туннеля узел n, передающий пакеты по LSP, целесообразно описать с помощью модели М/М/1/K со скоростью передачи 060314 0957 13 Преимущества технологии ATM пакетов в секунду и максимальным числом K пакетов, которое он может хранить в своей буферной памяти. Пакеты в этой модели являются теми же самыми, что в случае организации туннеля, а ограничение на размер буфера выбрано так, чтобы условия в вариантах наличия или отсутствия туннеля были бы абсолютно одинаковы.

Инженерные различия между MPLS и традиционным туннелированием состоит в модели топологии MPLS. Традиционные туннели всегда проходят от одной границы до другой насквозь через сеть. В случае MPLS туннели могут создаваться внутри сети для управления трафиком только в части сети. Т.е. в LSP из М маршрутизаторов от входящего LSRi до исходящего LSRm можно создать LSP-туннель, например, от входящего LSRs до исходящего LSRn, при N<M.

Т.е. даже создаваемые на короткое время LSP-туннели в MPLS могут начинаться внутри сети, а не из пользовательского приложения на границе сети. Это особенно важно для практического применения представленной в статье модели: пользователи будут продолжать применять обычные IP-пакеты и адресацию в своих приложениях и даже в локальных сетях. Однако, в случае подключения локальной сети к глобальной, некоторые из Р-пакетов пользователей (или пакеты, относящиеся к другим протоколам) могут направляться через туннели MPLS в целях обеспечения их привилегированного обслуживания. В этом смысле MPLS схожа не только с туннелированием, но и с сетью виртуальных каналов типа Frame Relay или ATM.

Поскольку MPLS ведет себя аналогично виртуальным каналам, то виртуальный канал ATM может быть без труда сопряжен с фиксированным туннелем MPLS. На самом деле это настолько просто, что стандарт на MPLS определяет соответствующий подход, а некоторые производители (в числе которых не только законодатель данной технологии -Cisco, но и отечественный НТЦ Протей, например) уже реализовали его.

Итак, полагаем, что эффект от организации туннеля, получаемый на переносимый пакет, равен разности Vi и V2. При этих предположениях предлагается следующий алгоритм:

Шаг 1. Полагается N = М.

Шаг 2. Для n = 1,2, …, N определяются величины размера пачки в Кп по формуле

060314 0957 14 Преимущества технологии ATM

Шаг 3. Определяется время V2(N) пребывания пакета в LSP-пути сети MPLS из N узлов (маршрутизаторов) без организации LSP-туннеля при наличии ограниченной очереди к узлу п длиной Kn по формуле

Шаг 4. Определяется время Vj(N) пребывания пакета в LSP-туннеле из N узлов по формуле (1)

060314 0957 15 Преимущества технологии ATM (3)

Шаг 5. Сравниваются величины Vj(N) и V2(N). При положительной разнице V1(N) и V2(N) организация туннеля между первым узлом и узлом N не представляется целесообразной. Осуществляется переход к шагу 6. В противном случае принимается решение организовать туннель между первым узлом и узлом п, и работа алгоритма завершается.

Шаг 6. При положительной разнице V1(N) и V2(N) в узле n принимается решение об исключении узла п из рассмотрения на предмет возможного LSP-туннеля. Выполняется анализ равенства N числу 3. Если N=3, то принимается решение об отказе в организации LSP-маршрута где бы то ни было вдоль LSP-маршрута, и работа алгоритма завершается. В противном случае, т.е. при N>3, присваивается N:= N — 1 и осуществляется возврат к шагу 2.

Данный алгоритм позволяет выбрать эффективный LSP-туннель где-то внутри фрагмента сети MPLS из М узлов (маршрутизаторов) или отказаться от данных попыток. . Само по себе решение об организации LSP-туннеля согласно предложенному здесь алгоритму сводится к анализу двух (с туннелем и без туннеля) значений среднего совокупного времени пребывания пакета в узлах от 1 до узла N. Этот последний узел N «подозревается» на предмет того, что он может быть граничным исходящим узлом LSP-туннеля. Справедливость этого подозрения и проверяется сравнением V2 и V1.

060314 0957 16 Преимущества технологии ATMПроилуютрируем алгоритм на численном примере сети MPLS (рисунок 18)

060314 0957 17 Преимущества технологии ATM060314 0957 18 Преимущества технологии ATM

Рисунок 18 – Фрагмент сети MPLS

 

Сеть включает 50 узлов, соединяемых LSP, через которые можно создавать LSP-туннели. Сеть содержит 1225 пар источник-назначение. Все буферы имеют размеры K – пакетов. Выигрыш во времени от организации туннеля равен разности V1 и V2. Нагрузка на LSP колеблется в диапазоне от ρ =0,75 до ρ =0,85. Результаты расчетов представлены на рисунках 19– 21.

060314 0957 19 Преимущества технологии ATM

Рисунок 19 – Результаты расчетов при ρ=0,75

060314 0957 20 Преимущества технологии ATM

Рисунок 209 – Результаты расчетов при ρ=0,8

060314 0957 21 Преимущества технологии ATM

Рисунок 21 – Результаты расчетов при ρ=0,85

 

На этих рисунках четко видно, что при ρ =0,75 эффективна организация туннеля при N<14, для ρ =0,8 при N≤25, а при ρ =0,85 эффективна организация туннеля во всем LSP-пути, т.е. при N<50.

Таким образом, в статье предпринята попытка сформулировать критерий эффективности организации туннеля в сети MPLS и определены сравнительные вероятностно-временные характеристики обслуживания трафика реального времени в туннелях сети MPLS и без туннелей, соответствующие критерию эффективности организации туннеля в сети MPLS. Предложен алгоритм поиска эффективной стратегии организации туннеля в сети MPLS и рассчитан конкретный численный пример MPLS-сети из N=50 маршрутизаторов.

 

 

 

6.1 Сравнительный анализ туннелей MPLS и обычных туннелей

 

Туннели MPLS позволяют передавать данные любого протокола вышестоящего уровня (например, IP, IPX, кадры Frame Relay, ячейки ATM), так как содержимое пакетов вдоль всего пути следования пакета остается неизменным, меняются только метки. В отличие от них, туннели IPSec поддерживают передачу данных только протокола IP, а протоколы РРТР и L2TP позволяют обмениваться данными по протоколам IP, IPX или Net BEUI.

Безопасность передачи данных в MPLS обеспечивается за счёт определённой сетевой политики, запрещающей принимать пакеты, снабжённые метками, и маршрутную информацию VPN-IP от непроверенных источников. Она может быть повышена использованием стандартных средств аутентификации и/или шифрования (например, шифрование IPSec).

Для безопасной передачи данных в протокол IP Security включены определенные процедуры шифрования IP-пакетов [14], аутентификации, обеспечения защиты и целостности данных при транспортировке, вследствие чего, туннели IPSec обеспечивают надежную доставку информационного трафика.

Протокол L2TP поддерживает процедуры аутентификации, туннелирования информационного потока, а РРТР помимо данных функций снабжен и функциями шифрования.

Применение меток MPLS позволяет реализовать ускоренное продвижение пакетов по се-йа провайдера. Транспорт MPLS не считывает заголовки транспортируемых пакетов, поэтому используемая в этих пакетах адресация может носить частный характер. Содержимое пакетов считывается и при передаче IP — пакетов по протоколам IPSec, PPTP, L2 Однако, в отличие от MPLS традиционные протоколы туннелирования транспортировки IP-пакетов используют традиционную 1Р-маршрутизацию.

При выборе пути следования пакета в MPLS учитываются различные параметры, оказывающие влияние на выбор маршрута. Совместная раб технологии многопротокольной коммутации и механизмов Traffic Engineei позволяет для каждого туннеля LSP предоставить требуемый уровень качества обслуживания за счет процедуры резервирования ресурсов на каждом маршрутизаторе вдоль пути следования пакета. Помимо этого, появляется возможность отслеживать действительный маршрут, проходящий через сформированный туннель, возможность диагностики и административного контроля туннелей LSP.

Различные туннели, в соответствии с необходимым уровнем QoS между двумя точками поддерживает и протокол L2TP.

Технология VPN IPSec не поддерживает параметров качества обслуживания установленного соединения, а протокол РРТР поддержив один единственный туннель между двумя точками.

Нельзя не отметить и тот факт, что весь трафик при использовав традиционных IР-туннелей следует до адресата вдоль одного и того и того пути. Технология MPLS позволяет контролировать потоки, передаваемые множеству всех имеющихся путей до адресата.

С точки зрения многоадресной рассылки стоит отметить, что ни одна рассматриваемых технологий ее не поддерживает, но относительно MPLS-она находится в разработке.

MPLS VPN может быть создана для поддержки критически важных приложений на круглосуточной основе. В этом случае провайдер услуг определяет фиксированный путь на срок контракта с пользователем. В случаях сбоя или отсутствия пропускной способности приоритет отдается более важным потокам (с более высоким приоритетом).

<

Комментирование закрыто.

MAXCACHE: 0.95MB/0.00159 sec

WordPress: 22.26MB | MySQL:117 | 2,532sec