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

تعداد صفحات: 107 فرمت فایل: word کد فایل: 10001177
سال: 1381 مقطع: مشخص نشده دسته بندی: پایان نامه مهندسی برق
قیمت قدیم:۱۷,۳۰۰ تومان
قیمت: ۱۵,۲۰۰ تومان
دانلود فایل
  • خلاصه
  • فهرست و منابع
  • خلاصه پایان نامه مدلسازی 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.

     

     

     

     

     

     

    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 می‌باشد. 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 مسیریاب‌های 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 کنفرانس‌های 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 مکانیسم‌هایی  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:

    پروتکل رزرو منابع در اینترنت RSVP[8]

    سرویس های متمایز  DS[9]

    مهندسی ترافیک

    سوئیچنگ برچسب چندین پروتکل MPLS

    در قسمتهای بعدی به طور خلاصه با هر یک از مدل های فوق آشنا می شویم .

     

    1-2-1- پروتکل رزور منابع در اینترنت

    پروتکل RSVP به عنوان یک پروتکل سیگنالینگ برای رزرو منابع در اینترنت استفاده می شود. در شکل 1-1 مثالی از عملیات سیگنالینگ RSVP نشان داده شده است. مطابق با شکل فوق، فرستنده ابتدا پیام PATH را ارسال می دارد. در این پیام مشخصات و پارامترهای ترافیکی فرستنده موجود می باشد. هر مسیریاب شبکه با دریافت پیام PATH با کمک جدول مسیریابی خود پیام را هدایت نموده تا اینکه پیام به مقصد نهایی برسد. گیرنده نهایی بعد از دریافت پیام PATH، پیام RESV را از  خود عبور داده و منابع لازم شامل پهنای باند و فضای بافر را به ارتباط جدید اختصاص می دهد. چنانچه یکی از مسیریاب های موجود در مسیر، قادر به قبول پیام RESV نباشد، آنرا رد نموده و پیام خطایی به گیرنده ارسال می نماید و سپس عملیات سیگنالینگ خاتمه می یابد. با قبول پیام    RESVاز جانب هر مسیر یاب موجود در مسیر، اطلاعات وضعیت مربوط به جریان ترافیکی فوق ثبت می شود

     

    1- Asynchoronous Transfer Mode

    2- Internet Protocol

    3- Multi-Protocol Label Switching

    4- Best effort

     

    1- Quality of Service

    2- Internet Telephony

    3- Wave Division Multiplexing

    4- Internet Engineering Task Force

    5- Resource Reservation Protocol

    6- Differentiated Services

  • فهرست و منابع پایان نامه مدلسازی و شبیه سازی سوئیچ MPLS و بررسی مقایسه ای نرم افزارهای موجود

    فهرست:

    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 شبیه‌سازی 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

    .

    منبع:

     

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

     

    ]2[   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 1379.

     

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

     

    [4]  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.

     

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

     

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

     

    [7] 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.

     

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

     

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

     

    ]10[  کاشف شمس الدینی شرفکند، " روشهای طراحی سیستمهای Embedded ،" گزارش کار پروژه سوئیچ MPLS ، مرکز تحقیقات مخابرات ایران، آبان 1380.

     

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

     

    [12] 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.

     

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

     

    [14]  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.

     

    [15] 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.

     

    [16] 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.

     

    [17] 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.

     

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

     

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

     

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

     

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

     

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

     

    [23]  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.

     

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

     

    .

ثبت سفارش
عنوان محصول
قیمت