مدلسازی و شبیه سازی سوئیچ MPLS و بررسی مقایسه ای نرم افزارهای موجود

بخشی از فهرست مطالب پروژه مدلسازی و شبیه سازی سوئیچ MPLS و بررسی مقایسه ای نرم افزارهای موجود

فصل اول: کیفیت سرویس و فنآوری های شبکه

۱-۱- مقدمه

۱-۲- کیفیت سرویس در اینترنت

۱-۲-۱- پروتکل رزور منابع در اینترنت

۱-۲-۲- سرویس های متمایز

۱-۲-۳- مهندسی ترافیک

۱-۲-۴- سوئیچنگ برحسب چندین پروتکل

۱-۳- مجتمع سازی IP و ATM

۱-۳-۱- مسیریابی در IP

۱-۳-۲- سوئیچینگ

۱-۳-۳- ترکیب مسیریابی و سوئیچینگ

۱-۳-۴- MPLS

فصل دوم: فنآوریMPLS

۲-۱- مقدمه

۲-۲- اساس کار MPLS

۲-۲-۱- پشته برچسب

۲-۲-۲- جابجایی برچسب

۲-۲-۳- مسیر سوئیچ برچسب (LSR)

۲-۲-۴- کنترل LSP

۲-۲-۵- مجتمع سازی ترافیک

۲-۲-۶- انتخاب مسیر

۲-۲-۷- زمان زندگی (TTL)

۲-۲-۸- استفاده از سوئیچ های ATM به عنوان LSR

۲-۲-۹- ادغام برچسب

۲-۲-۱۰- تونل

۲-۳- پروتکل های توزیع برچسب در MPLS

فصل سوم: ساختار سوئیچ های شبکه

۳-۱- مقدمه

۳-۲- ساختار کلی سوئیچ های شبکه

۳-۳- کارت خط

۳-۴- فابریک سوئیچ

۳-۴-۱- فابریک سوئیچ با واسطه مشترک

۳-۴-۲ فابریک سوئیچ با حافظه مشترک

۳-۴-۳- فابریک سوئیچ متقاطع

فصل چهارم: مدلسازی و شبیه‌سازی یک سوئیچ MPLS

۴-۱- مقدمه

۴-۲- روشهای طراحی سیستمهای تک منظوره

۴-۳- مراحل طراحی سیستمهای تک منظوره

۴-۳-۱- مشخصه سیستم

۴-۳-۲- تایید صحت

۴-۳-۳- سنتز

۴-۴ – زبانهای شبیه سازی

۴-۵- زبان شبیه سازی SMPL

۴-۵-۱- آماده سازی اولیه مدل

۴-۵-۲ تعریف و کنترل وسیله

۴-۵-۳ – زمانبندی و ایجاد رخدادها

۴-۶- مدلهای ترافیکی

۴-۶-۱- ترافیک برنولی یکنواخت

۴-۶-۲- ترافیک زنجیره ای

۴-۶-۳- ترافیک آماری

۴-۷- مدلسازی کارت خط در ورودی

۴-۸- مدلسازی فابریک سوئیچ

۴-۸-۱- الگوریتم iSLIP

۴-۸-۲- الگوریتم iSLIP اولویت دار

۴-۸-۳- الگوریتم iSLIP  اولویت دار بهینه

۴-۹- مدلسازی کارت خط در خروجی

۴-۹-۱ – الگوریتم WRR

۴-۹-۲- الگوریتم DWRR

۴-۱۰- شبیه سازی کل سوئیچ

۴-۱۱- کنترل جریان

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات

۵-۱- مقدمه

۵-۲- نتیجه گیری

۵-۳- پیشنهادات

مراجع

مقدمه

در این پایان نامه ابتدا به بررسی مسائل مربوط به کیفیت سرویس در اینترنت و فنآوری های شبکه پرداختیم و درباره مشکلات موجود و راه حلهای پیشنهاد شده برای آنها توضیحاتی ارائه شد. سپس فنآوری MPLS به عنوان یک فنآوری با قابلیت تضمین کیفیت سرویس و مجتمع سازی فنآوری های مختلف لایه دو و سه معرفی گردید. در ادامه ساختارهای مختلف برای سوئیچ های شبکه مورد بررسی قرار گرفت و مدلی برای یک سوئیچ MPLS ارائه شد و در نهایت با استفاده از زبان شبیه سازی SMPL، این سوئیچ شبیه سازی گردید.

۶-۲- نتیجه گیری

۱-    استفاده از عملیات ساده تبادل برچسب در MPLS به جای آدرس یابی IPباعث کاهش تاخیر در پردازشات کارت خط ورودی شده است. زمان لازم برای تبادل برچسب آنقدر کم می باشد که در مقایسه با زمانهای لازم برای زمانبندی در فابریک سوئیچ و خط خروجی قابل صرفنظر کردن می باشد.
۲-    الگوریتم زمانبندی iSLIP اولویت دار بهینه که در این پایان نامه معرفی گردید و عملکرد بسیار بهتری نسبت به iSLIP اولویت دار دارد، محدود به سوئیچ MPLS نمی باشد و می تواند در کلیه فابریک سوئیچ هایی که به منظور پشتیبانی ترافیک های با اولویت های متفاوت ساخته می شوند، مورد استفاده قرار بگیرد.
۳-    میزان تاخیر کلاسهای مختلف را می توان به راحتی با تغییر پارامترهای وزنی الگوریتم DWRR کنترل کرد. البته باید به این نکته توجه نمود که افزایش وزن یک کلاس معادل کاهش تاخیر بسته های آن کلاس و افزایش تاخیر بسته های کلاسهای دیگر خواهد شد.
۴-    پیشنهاداتی که برای طول صفها در فابریک سوئیچ و زمانبند خط خروجی ارائه شد، با توجه به نوع تقسیم بندی ترافیکی انجام شده و مقادیر پارامترهای وزنی الگوریتم DWRR بوده است و با تغییر آنها طول صفها را نیز باید تغییر داد.

۶-۳- پیشنهادات
۱-    در این پروژه فنآوری لایه دوم PPP در نظر گرفته شد که یک فنآوری مبتنی بر فریم می باشد. مدلسازی MPLS بر روی فنآوری های لایه دوم مبتنی بر سلول مثل ATM به عنوان یکی از کارهای آینده پیشنهاد می شود.
۲-    در شبیه سازی سوئیچ MPLS، ما از سه بیت در نظر گرفته شده برای کلاس سرویس در  MPLS استفاده نمودیم. استفاده از سرویسهای متمایز در MPLS مبحثی است که جدیدا مطرح شده است و تحقیق در مورد تکنیکهایی که این کار را امکان پذیر می نماید ادامه دارد.
۳-    استفاده از یک شبیه ساز TCP می تواند شبیه سازی قسمتهای کنترل جریان سوئیچ را مقدور نماید. از آنجا که الگوریتم های کنترل جریان بر اساس عکس العمل های لایه TCP به حذف بسته ها طراحی می شوند، بدون یک شبیه ساز TCP، امکان بررسی عملکرد این الگوریتم ها وجود ندارد.
۴-    با تهیه پروتکل های لازم در قسمت کنترل سوئیچ MPLS (مثل LDP، OSPF و TCP) و ترکیب کردن شبیه ساز سوئیچ با قسمت کنترل می توان یک شبکه MPLS را شبیه سازی کرد و در آن به بررسی پارامترهای ترافیکی مختلف پرداخت.
    

بخشی از منابع و مراجع پروژه مدلسازی و شبیه سازی سوئیچ MPLS و بررسی مقایسه ای نرم افزارهای موجود

[۱]  Davie, B.; and Rekhter, Y.; “MPLS Technology and Applications,” M.Kaufmann   Publishers, May 2000.

]۲[   محمد حسین یغمایی مقدم، " بررسی پروتکل MPLS و نحوه پیاده سازی آن،" گزارش کار مرحله دوم قرارداد پژوهشی پیاده‌سازی پروتکل MPLS در شبیه‌ساز ns با دانشگاه فردوسی مشهد، تابستان ۱۳۷۹.

[۳] Rosen, E.; Viswanathan, A.; and Callon, R.; “Multiprotocol Label Switching Architecture,” RFC 3031, Jan 2001.

[۴]  Callon, R.; Doolan, P.; Feldman, N.; Fredette, A.; Swallow, G.; and Viswanathan, A.; “A Framework for Multiprotocol Label Switching,” < draft-ietf-mpls-framework-txt>,Sep 1999.

[۵] McKeown, N.; “A Fast Switched Backplane for a Gigabit Switched Router,”
Business Communications Review, December 1997.

[۶] Aweya, J.; “ IP Router Architectures: An Overview,” Nortel Networks, Ottawa, Canada, K1Y 4H7.

[۷] Karol, M.; Hluchyj, M.; and Morgan, S.; “ Input Versus Output Queuing on a  Space Division Switch,” IEEE Trans. Commun., vol. 35, pp. 1347-1356, 1988.

[۸] McKeown, N.; Anantharam, V.; and Walrand, J.; “Achieving 100% Throughput  in an Input-Queued Switch,” Proc. INFOCOMM ’96 (1996).

[۹] McKeown, N.; “Scheduling Algorithms for Input-Queued Cell Switches,” PhD Thesis. University of California at Berkeley, 1995.

]۱۰[  کاشف شمس الدینی شرفکند، " روشهای طراحی سیستمهای Embedded ،" گزارش کار پروژه سوئیچ MPLS ، مرکز تحقیقات مخابرات ایران، آبان ۱۳۸۰.

[۱۱] MacDougall, M. H.;  “Simulating Computer Systems: techniques and Tools,” MIT Press, July 1987.

[۱۲] Heffes, H.; and Lucantoni D. M.; “ A Markov Modulated Characterization of  packetized Voice and Data traffic and Related Statistical Multiplexer Performance,” IEEE J. Select. Areas commun., vol. 4, pp. 856-868, 1998.

[۱۳]  Thompson, k.; Miller, G.; and wilder, R.; “ Wide Area Internet Traffic Patterns  and Characteristics,” IEEE Network, Vol. 11, No. 6, Nov./Dec. 1997.

[۱۴]  Leland, W.E.; Willinger, W.; Taqqu, M.; and Wilson, D.; “On the Self-Similar Nature of   Ethernet Traffic,” Proc. SIGCOMM, San Francisco, CA, pp. 183-193, Sept. 1993.

[۱۵] Mekkittikul, A.; and McKeown, N.; “A Starvation-free Algorithm for Achieving 100% Throughput in an Input-Queued Switch,” ICCCN "96, pp. 226-231, October 1996.

[۱۶] Keslassy, I.; and McKeown, N.; “Analysis of Scheduling Algorithms That Provide 100% Throughput in Input-Queued Switches,” Proc. of the 39th Annual Allerton Conference on Communication, Control, and Computing, Monticello, Illinois, October 2001.

[۱۷] Mekkittikul, A.; and McKeown, N.; “A Practical Scheduling Algorithm to Achieve 100% Throughput in Input-Queued Switches,” IEEE Infocom 98, Vol 2, pp. 792-799, April 1998, San Francisco.

[۱۸] Gupta, P.; and McKeown, N.; “Designing and Implementing a Fast Crossbar Scheduler,” IEEE Micro, vol. 19, pp. 20-28, Jan.-Feb. 1999.

[۱۹] “Multiprotocol Label Switching : Enhancing Routing in the New Public Network”, White Paper, Juniper Networks, 2000.

[۲۰]  “Cisco MPLS Controller Software Configuration Guide”, Cisco Systems, May  2001.

[۲۱]  Harris & Jeffries, “Layer3 Switching using MPLS”, White Paper, 2000.

[۲۲] Data Connection, “MPLS Traffic Engineering : A choice of Signaling Protocols”, White Paper, 2000.

[۲۳]  Awduche, D.O.; Chiu, A.; Elwalid, A.; Widjaja, I.; and Xiao, X.; “A Framework for Internet Traffic Engineering”, < draft-ietf-tewg-framework-04.txt>, Apr 2001.

[۲۴] Awduche, D.; Malcolm, J.; Agogbue, J.; O’Dell, M.; and McManus, J.; “Requirement for Traffic Engineering over MPLS,” RFC 2702, Sep 1999.