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

دسته: فنی و مهندسی

فرمت فایل: doc

حجم فایل: 182 کیلوبایت

تعداد صفحات فایل: 100

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

چکیده

امروزه سرعت بیشتر و کیفیت سرویس بهتر مهمترین چالش های دنیای شبکه می باشند. تلاشهای زیادی که در این راستا در حال انجام می باشد، منجر به ارائه فنآوری ها، پروتکل ها و روشهای مختلف مهندسی ترافیک شده است. در این پایان نامه بعد از بررسی آنها به معرفی MPLS که به عنوان یک فنآوری نوین توسط گروه IETF ارائه شده است، خواهیم پرداخت. سپس به بررسی انواع ساختار سوئیچ های شبکه خواهیم پرداخت و قسمتهای مختلف تشکیل دهنده یک سوئیچ MPLS را تغیین خواهیم کرد. سرانجام با نگاهی به روشهای طراحی و شبیه سازی و نرم افزارهای موجود آن، با انتخاب زبان شبیه سازی SMPL، به شبیه سازی قسمتهای مختلف سوئیچ و بررسی نتایج حاصل می پردازیم. همچنین یک الگوریتم زمانبندی جدید برای فابریک سوئیچ های متقاطع با عنوان iSLIP اولویت دار بهینه معرفی شده است که نسبت به انواع قبلی دارای کارآیی بسیار بهتری می باشد.

Abstract

Nowadays achieving higher speeds and better quality of service are the main subjects of networking. Many attempts are made in this way which have led to introducing various technologies, protocols and traffic engineering methods. In this thesis, after studying the above-mentioned parameters, IETF’s new technology called MPLS will be introduced. Then several different switch architectures are examined and the components of an MPLS switch are selected. Finally after a quick look at design and simulation methods and their available softwares, SMPL is chosen as simulation tool and then switch components are simulated and the results are studied. Also a new scheduling algorithm for crossbar switch fabrics named The Optimized Prioritized iSLIP is introduced which has much better performance than its previous versions.

فصل اول

کیفیت سرویس و فنآوری های شبکه

1-1- مقدمه

با گسترش تعداد کاربران اینترنت و نیاز به پهنای باند بیشتر از سوی آنها، تقاضا برای استفاده از سرویسهای اینترنت با سرعت رو به افزایش است و تهیه کننده های سرویس اینترنت برای برآورده سازی این تقاضا ها احتیاج به سوئیچ های با ظرفیت بیشتر دارند] 1 [.

در این میان تلاشهای زیادی نیز برای دستیابی به کیفیت سرویس بهتر در حال انجام می باشد. فنآوریATM [1] نیز که به امید حل این مشکل عرضه شد، بعلت گسترش و محبوبیتIP [2] نتوانست جای آن را بگیرد و هم اکنون مساله مجتمع سازی IP و ATM نیز به یکی از موضوعات مطرح در زمینه شبکه تبدیل شده است.

در این فصل به معرفی مسائل و مشکلات مربوط به کیفیت سرویس و مجتمع سازی IP و ATM می پردازیم و راه حلهای ارائه شده از جمله MPLS [3] رابررسی خواهیم نمود.

1-2- کیفیت سرویس در اینترنت

سرویسی که شبکه جهانی اینترنت به کاربران خود ارائه داده است، سرویس بهترین تلاش4 بوده است. یکی از معایب اصلی این سرویس این است که با وجود اینکه مسیریاب های شبکه به خوبی

قادر به دریافت و پردازش بسته های ورودی می باشند ولی هیچگونه تضمینی در مورد سالم رسیدن بسته ها به مقصد وجود ندارد. با توجه به رشد روز افزون استفاده از اینترنت و به خصوص با توجه به اشتیاق زیاد به اینترنت به عنوان ابزاری برای گسترش تجارت جهانی، تلاش های زیادی جهت حفظ کیفیت سرویس (QoS) [4] در اینترنت در حال انجام می باشد. در این راستا در حال حاضر کلاس های سرویس متنوعی مورد بحث و توسعه می باشند. یکی از کلاس های سرویس فوق، به شرکت ها و مراکز ارائه سرویس های web که نیاز به ارائه سرویس های سریع و مطمئن به کاربران خود دارند، اختصاص دارد.

یکی دیگر از کلاس های سرویس جدید در اینترنت، به سرویس هایی که نیاز به تاخیر و تغییرات تاخیر کمی دارند، اختصاص دارد. سرویس هایی نظیر تلفن اینترنتی [5] و کنفرانس های تصویری اینترنتی نمونه ای از سرویس های این کلاس سرویس می باشند.

برای نیل به سرویس های جدید فوق، عده ای براین عقیده هستند که در آینده ای نزدیک تکنولوژی فیبر نوری و WDM [6] آنقدر رشد خواهد کرد که اینترنت به طور کامل بر مبنای آن پیاده سازی خواهد شد و عملا مشکل پهنای باند و همچنین تضمین کیفیت سرویس وجود نخواهد داشت. عقیده دوم که ظاهرا درست تر از عقیده اول می باشد، این است که با وجود گسترش فنآوریهای انتقال و افزایش پهنای باند، هنوز به مکانیسم هایی برای تضمین کیفیت سرویس کاربران نیاز می باشد. در حال حاضر اکثر تولید کنندگان مسیریاب ها و سوئیچ های شبکه اینترنت، در حال بررسی و افزودن مکانیسم هایی برای تضمین کیفیت سرویس در محصولات خود می باشند.

از سوی سازمان جهانی IETF [7] مدل ها و مکانیسم های مختلفی برای تضمین کیفیت سرویس مورد تقاضای کاربران ارائه شده است. برخی از مهمترین این مدل ها عبارتند از:

1- پروتکل رزرو منابع در اینترنت RSVP [8]

2- سرویس های متمایز DS [9]

3- مهندسی ترافیک

4- سوئیچنگ برچسب چندین پروتکل MPLS

فصل پنجم

شبیه سازی کل سوئیچ

5-1- مقدمه

همانطور که در فصلهای گذشته ذکر شد در MPLS سه بیت برای کلاس سرویس در نظر گرفته شده است که بوسیله آنها می توان هشت نوع کلاس مختلف را مشخص نمود. در حال حاضر تلاشهای زیادی در جهت تهیه یک استاندارد واحد برای کلاس های مختلف سرویس درحال انجام می باشد و تا کنون نیز تقسیم بندی های متفاوتی ارائه شده است که در اکثر آنها ترافیک شکبه به انواع هدایت سریع (EF) [1]، هدایت مطمئن (AF) [2] و بهترین تلاش (Best effort) تقسیم بندی می شود. تفاوت بین انواع تقسیم بندی ها معمولاً در تعداد تقسیماتی است که در داخل این انواع ترافیک صورت می گیرد. به عنوان مثال در یکی از تقسیم بندی ها که برای سرویسهای متمایز پیشنهاد شده است دوازده تقسیم بندی در داخل ترافیک AF تعریف شده است (بصورت چهار کلاس با سه اولویت حذف [3]) با این توضیحات برای تولید ترافیک برای انجام عملیات شبیه سازی در این پروژه کلاس های MPLS را بصورت زیر در نظر خواهیم گرفت:

کلاس یک: EF

کلاس دو: ,x) 1AF (؛ 3، 2، 1 x=

کلاس سه: ,x) 2AF (؛ 3، 2، 1 x=

کلاس چهار: Best effort

ترافیک EF شامل ترافیک سیگنالینگ و کاربردهای زمان حقیقی مانند ویدوئو و یا صوت می باشد. این نوع ترافیک چیزی کمتر از 5% کل حجم ترافیک شبکه را تشکیل می دهد که ما در اینجا با کمک روشهای کنترل جریان حداکثر تا 8% پهنای باند ورودی را به آن اختصاص خواهیم داد.

ترافیک AF که بصورت,x) 1AF (و,x) 2AF (نشان داده شده است، شامل دو کلاس مختلف در داخل ترافیک AF با سه اولویت حذف برای هر کدام از آنها می باشد (x نشان دهنده اولویت حذف هر یک از کلاسها می باشد). حداکثر پهنای باند برای هر یک از کلاسهای AF را 21% در نظر گرفته ایم که بصورت 7% برای هر یک از اولویت های حذف موجود در هر کلاس می باشد. هنگامی که بعلت پرشدن بافرهای سوئیچ، تصمیم به دور انداختن بسته ها گرفته شود، ابتدا بسته های با اولویت حذف پایین تر دور انداخته میشوند.

ترافیک بهترین تلاش که عمده ترافیک شبکه را تشکیل می دهد از 50% پهنای باند شبکه استفاده خواهد کرد. بدیهی است که اگرمجموع ترافیک کلاسهای بالاتر کمتر از 50% باشد پنهای باند آنها به ترافیک بهترین تلاش اختصاص خواهد یافت لازم به ذکر است که این تقسیم بندی فقط برای انجام عملیات شبیه سازی روی سوئیچ صورت گرفته است و با هر گونه تغییر در ترافیک شبکه براحتی می توان با تغییر پارامترهای مربوط به وزن هر کلاس و طول صفهای مربوطه در سوئیچ شرایط مطلوب برای هر کلاس سرویس را فراهم نمود.

فهرست

عنوان صفحه

فصل اول: کیفیت سرویس و فنآوری های شبکه 1

1-1- مقدمه 1

1-2- کیفیت سرویس در اینترنت 1

1-2-1- پروتکل رزور منابع در اینترنت 3

1-2-2- سرویس های متمایز 4

1-2-3- مهندسی ترافیک 6

1-2-4- سوئیچنگ برحسب چندین پروتکل 9

1-3- مجتمع سازی IP و ATM 9

1-3-1- مسیریابی در IP 12

1-3-2- سوئیچینگ 13

1-3-3- ترکیب مسیریابی و سوئیچینگ 14

1-3-4- MPLS 20

فصل دوم: فنآوریMPLS 23

2-1- مقدمه 23

2-2- اساس کار MPLS 24

2-2-1- پشته برچسب 26

2-2-2- جابجایی برچسب 27

2-2-3- مسیر سوئیچ برچسب (LSR) 27

2-2-4- کنترل LSP 29

2-2-5- مجتمع سازی ترافیک 30

2-2-6- انتخاب مسیر 30

2-2-7- زمان زندگی (TTL) 31

2-2-8- استفاده از سوئیچ های ATM به عنوان LSR 32

2-2-9- ادغام برچسب 32

2-2-10- تونل 33

2-3- پروتکل های توزیع برچسب در MPLS 34

فصل سوم: ساختار سوئیچ های شبکه 35

3-1- مقدمه 35

3-2- ساختار کلی سوئیچ های شبکه 35

3-3- کارت خط 40

3-4- فابریک سوئیچ 42

3-4-1- فابریک سوئیچ با واسطه مشترک 43

3-4-2 فابریک سوئیچ با حافظه مشترک 44

3-4-3- فابریک سوئیچ متقاطع 45

فصل چهارم: مدلسازی و شبیه سازی یک سوئیچ MPLS 50

4-1- مقدمه 50

4-2- روشهای طراحی سیستمهای تک منظوره 50

4-3- مراحل طراحی سیستمهای تک منظوره 52

4-3-1- مشخصه سیستم 53

4-3-2- تایید صحت 53

4-3-3- سنتز 54

4-4 – زبانهای شبیه سازی 54

4-5- زبان شبیه سازی SMPL 56

4-5-1- آماده سازی اولیه مدل 58

4-5-2 تعریف و کنترل وسیله 58

4-5-3 – زمانبندی و ایجاد رخدادها 60

4-6- مدلهای ترافیکی 61

4-6-1- ترافیک برنولی یکنواخت 62

4-6-2- ترافیک زنجیره ای 62

4-6-3- ترافیک آماری 63

4-7- مدلسازی کارت خط در ورودی 64

عنوان صفحه

4-8- مدلسازی فابریک سوئیچ 66

4-8-1- الگوریتم iSLIP 66

4-8-2- الگوریتم iSLIP اولویت دار 71

4-8-3- الگوریتم iSLIP اولویت دار بهینه 76

4-9- مدلسازی کارت خط در خروجی 79

4-9-1 – الگوریتم WRR 80

4-9-2- الگوریتم DWRR 81

4-10- شبیه سازی کل سوئیچ 82

4-11- کنترل جریان 90

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات 93

5-1- مقدمه 93

5-2- نتیجه گیری 93

5-3- پیشنهادات 94

مراجع… 95

  • مقاله بررسی مدل سازی و شبیه سازی سوئیچ MPLS و بررسی مقایسه ای نرم افزارهای موجود
  • دانلود پایان
  • تحقیق بررسی مدل سازی و شبیه سازی سوئیچ MPLS و بررسی مقایسه ای نرم افزارهای موجود
  • پروژه بررسی مدل سازی و شبیه سازی سوئیچ MPLS و بررسی مقایسه ای نرم افزارهای موجود
  • بررسی مدل سازی و شبیه سازی سوئیچ MPLS و بررسی مقایسه ای نرم افزارهای موجود

برای دانلود این فایل اینجا کلیک نمایید

The PDF version of this page!

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