Розглянуто інжиніринг трафіку (ТІ), віртуальні приватні мережі, способи побудови.
При будь-якому числі користувачів мережі ССП потрібно рішення задач з управління трафіком. За своїм задумом дана мережа передбачає одночасне існування безлічі різнотипних потоків. Кожен з таких потоків вимагає безумовного дотримання одних параметрів передачі і допускає деякі поступки по іншим. Тому в періоди виникнення перевантажень мережа може для одного потоку урізати смугу пропускання, для іншого - збільшити час доставки, а для третього, наприклад, знехтувати цілісністю переданих даних. Мультисервісна мережа повинна мати більш складною системою управління в порівнянні з системами управління традиційними мережами. Вона повинна забезпечувати одночасне надання безлічі різноманітних мережевих послуг і передачу по мережі різнотипного трафіку. Для ефективного управління трафіком необхідно мати відповідні апаратними та програмними засобами, що дозволяють швидко і гнучко надавати користувачеві будь-яку послугу.
Traffic Engineering
Під терміном Traffic Engineering розуміють методи і механізми збалансованого завантаження всіх ресурсів мережі за рахунок раціонального вибору шляху проходження трафіку через мережу. Механізм управління трафіком надає можливість встановлювати явний шлях, по якому будуть передаватися потоки даних.
При традиційній маршрутизації IP-трафік маршрутизируется за допомогою його передачі від однієї точки призначення до іншої і слід до пункту призначення по шляху, що має найменшу сумарну метрику мережевого рівня.
Слід зауважити, що при наявності в мережі декількох рівноцінних альтернативних маршрутів трафік ділиться між ними, і навантаження на маршрутизатори і канали зв'язку розподіляється більш збалансовано. Але якщо маршрути не є повністю рівноцінними, розподіл трафіку між ними не відбувається.
Ще один істотний недолік традиційних методів маршрутизації трафіку в мережах IP полягає в тому, що шляхи вибираються без урахування поточного завантаження ресурсів мережі. Якщо найкоротший шлях вже перевантажений, то пакети все одно будуть надсилатися цим шляхом. Це явна ущербність методів розподілу ресурсів мережі - одні з них працюють з перевантаженням, а інші не використовуються зовсім. Ніякі методи QoS дану проблему вирішити не можуть: потрібні якісно інші механізми. Технологія управління трафіком - досить ефективний механізм використання ресурсів мережі.
Основним інструментом вибору і встановлення шляхів в ССП сьогодні є технологія MPLS. Вона застосовує і розвиває концепцію віртуальних каналів в мережах X.25, Frame Relay і ATM, об'єднуючи її з технікою вибору шляхів на основі інформації про топології і поточне завантаження мережі, одержуваної за допомогою протоколів маршрутизації мереж IP.
Мал. 13.1. Граф мережі
Маючи в своєму розпорядженні таким графом, а також параметрами потоків, для яких потрібно визначити шляхи TE. маршрутизатор може знайти раціональне рішення, яке задовольняє, наприклад, одному з сформульованих вище обмежень на коефіцієнти використання ресурсів мережі, забезпечивши тим самим її збалансовану завантаження. Для спрощення задачі оптимізації вибір шляхів для деякого набору потоків може здійснюється по черзі, при цьому в якості обмеження виступає сумарна завантаження кожного ресурсу мережі. Зазвичай вважається, що внутрішній продуктивності маршрутизатора досить (в середньому) для обслуговування будь-якого трафіку, який здатні прийняти інтерфейси маршрутизатора. Тому в якості обмежень виступають тільки максимально допустимі значення коефіцієнтів завантаження каналів зв'язку, що встановлюються індивідуально або ж має загальне значення. Рішення задачі визначення маршруту з урахуванням обмежень отримало назву Constrained -based Routing, а протокол OSPF з відповідними расш Ірен - Constrained SPF. або CSPF.
Зрозуміло, що пошук шляхів TE по черзі знижує якість рішення - при одночасному розгляді всіх потоків можна знайти більш раціональне завантаження ресурсів. У прикладі, показаному на рис. 13.2. обмеженням є максимально допустиме значення коефіцієнта використання ресурсів, рівне 0,65.
У варіанті 1 рішення було знайдено при черговості розгляду потоків 1 -> 2 -> 3. Для першого потоку був обраний шлях ABC, так як в цьому випадку він, з одного боку, задовольняє обмеження (всі ресурси уздовж шляху - канали AB, AC і відповідні інтерфейси маршрутизаторів виявляються завантаженими на 0,5 / 1,5 = 0,33), а з іншого - має мінімальну метрикою (65 + 65 = 130). Для другого потоку також був обраний шлях A-B-C, так як і в цьому випадку обмеження задовольняється - результуючий коефіцієнт використання виявляється рівним (0,5 + 0,4) / 1,5 = 0,6. Третій потік прямує по шляху A-D-E-C і завантажує ресурси каналів A-D, D-E і E-C на 0,3 (метод розрахунку метрик каналу був описаний в попередній лекції).
Мал. 13.2. Варіанти завантаження ресурсів
Рішення 1 можна назвати задовільним, так як коефіцієнт використання будь-якого ресурсу в мережі не перевищує 0,6.
Однак існує кращий спосіб, представлений у варіанті 2. Тут по верхньому шляху A-B-C були спрямовані потоки 2 і 3, а потік 1 - по нижньому шляху A-D-E-C. Ресурси верхнього шляху виявляються завантажені на 0,46, а нижнього - на 0,5, т. Е. В наявності більш рівномірне завантаження ресурсів, а максимальний коефіцієнт використання по всіх ресурсів мережі не перевищує 0,5. Цей варіант може бути отриманий при одночасному розгляді всіх трьох потоків з урахуванням обмеження min (max Ki) або ж при розгляді потоків по черзі в послідовності 2 -> 3 -> 1.
Проте в виробленому сьогодні обладнанні застосовується варіант MPLS TE з послідовним розглядом потоків. Він простіше в реалізації і ближче до стандартних для протоколів OSPF і IS-IS процедурам знаходження найкоротшого шляху для однієї мережі призначення.
В технології MPLS TE інформація про знайдений раціональному шляху використовується повністю - т. Е. Запам'ятовується не тільки перший транзитний вузол, як в основному режимі маршрутизації IP, а всі проміжні вузли шляху разом з початковим і кінцевим, т. Е. Маршрутизація проводиться від джерела. Тому досить, щоб пошуком шляхів займалися тільки прикордонні LSR мережі, а внутрішні - лише постачали їм інформацію про поточний стан мережі, яка необхідна для прийняття рішень. Такий підхід володіє декількома перевагами в порівнянні з розподіленою моделлю пошуку шляху, що лежить в основі стандартних протоколів маршрутизації IP:
- він дозволяє використовувати "зовнішні" рішення, коли шляху знаходяться будь-якою системою оптимізації мережі в автономному режимі, а потім прокладаються в мережі;
- кожен з прикордонних LSR може працювати за власною версією алгоритму, в той час як при розподіленому пошуку на всіх LSR необхідний ідентичний алгоритм, що ускладнює побудову мережі з обладнанням різних виробників;
- такий підхід розвантажує внутрішні LSR від роботи з пошуку шляхів.
Після знаходження шляху, незалежно від того, знайдений він був прикордонним LSR або зовнішньою системою, його необхідно встановити. Для цього в MPLS TE використовується спеціальний протокол сигналізації, який вміє поширювати по мережі інформацію про явне (explicit) маршруті. Сьогодні в MPLS TE визначено два таких протоколу: RSVP з розширеннями TE і CR-LDP (таблиця 13.1).
Таблиця 13.1. Порівняння протоколів CR-LDP. RSVP-TE