Дослідження інжинірингу трафіка в комп’ютерній мережі Укрзалізниці за технологією MPLS TE
Loading...
Files
Date
2015
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ
Abstract
UK: Мета. На залізничному транспорті України необхідним є використання комп’ютерних мереж різних технологій: Ethernet, Token Bus, Token Ring, FDDI та інших. В об’єднаннях комп’ютерних мереж на залізничному транспорті доцільним є використання технології швидкої комутації пакетів у багатопротокольних
мережах MPLS (MultiProtocol Label Switching), що заснована на використанні міток. Мережі з комутацією пакетів повинні передавати різні види трафіку із заданою якістю обслуговування. Метою дослідженя є розробка методики визначення послідовності призначення потоків для розглянутого фрагменту комп’ютерної мережі Укрзалізниці (УЗ). Методика. При оптимізації управління трафіком в мережах MPLS важливу роль відіграє технологія інжинірингу трафіка (Traffic Engineering, TE). Основний механізм TE в MPLS – використання односпрямованих тунелів (MPLS TE tunnel) для завдання шляху проходження певного трафіку. Складена математична модель задачі інжинірингу трафіка в комп’ютерній мережі УЗ за технологією MPLS TE.
Комп’ютерна мережа УЗ представлена зваженим орієнтованим графом, вершинами якого є маршрутизатори комп’ютерної мережі, а кожна дуга моделює зв’язок між вузлами. В якості критерію оптимізації виступає мінімальне значення максимального коефіцієнту використання ТЕ-тунелів. Результати. Знайдено шість варіантів призначення потоків, визначена раціональна послідовність потоків, при якій значення максимального коефіцієнту використання ТЕ-тунелів розглянутого спрощеного фрагменту комп’ютерної мережі УЗ
не перевищує 0,5. Наукова новизна. Запропоновано методику рішення задачі інжинірингу трафіка в багатопротокольній комп’ютерній мережі УЗ за технологією MPLS ТЕ; для різних класів будується свій шлях у залежності від смуги пропускання та завантаження каналу. Практична значимість. Встановлена можливість визначення значення максимального коефіцієнта використання ТЕ-тунелів у комп’ютерних мережах УЗ на основі розробленої програмної моделі «TraffEng». Вхідні параметри моделі: кількість маршрутизаторів, пропускна здатність каналів, кількість потоків, середня швидкість потоків. В якості результату роботи
моделі «TraffEng» подаються варіанти вибору
ТЕ-тунелів із відповідними значеннями максимальних коефіцієнтів їх використання.
RU: Цель. На железнодорожном транспорте Украины необходимым является применение компьютерных сетей различных технологий: Ethernet, Token Bus, Token Ring, FDDI и других. В объединенных компьютерных сетях на железнодорожном транспорте рациональным является использование технологии коммутации пакетов в многопротокольных сетях MPLS (MultiProtocol Label Switching), которая основана на использовании меток. Сети с коммутацией пакетов должны передавать различные виды трафика с заданным качеством обслуживания. Целью исследования является разработка методики определения последовательности назначения потоков для рассмотренного фрагмента компьютерной сети Укрзализныци (УЗ). Методика. При оптимизации управления трафиком в сетях MPLS важную роль оказывает технология инжиниринга трафика (Traffic Engineering, TE). Основной механизм TE в MPLS – использование однонаправленных туннелей (MPLS TE tunnel) для задания пути прохождения определенного трафика. Составлена математическая модель задачи инжиниринга трафика в компьютерной сети УЗ технологии MPLS TE. Компьютерная сеть УЗ представлена ориентированным графом, вершинами которого являются маршрутизаторы компьютерной сети, а каждая дуга моделирует связь между узлами. В качестве критерия оптимизации выступает минимальное значение максимального коэффициента использования ТЕ-туннелей. Результаты. Определены шесть вариантов назначения потоков; найдена рациональная последовательность потоков, при которой значение максимального коэффициента использования ТЕ-туннелей рассмотренного упрощенного фрагмента компьютерной сети УЗ не превышает 0,5. Научная новизна. Предложена методика решения задачи инжиниринга трафика в многопротокольной компьютерной сети УЗ технологии MPLS ТЕ; для разных классов прокладывается свой путь в зависимости от полосы пропускания и загрузки канала. Практическая значимость. Установлена возможность определения значений максимальных коэффициентов использования ТЕ-туннелей в компьютерных сетях УЗ на основе разработанной программной модели «TraffEng». Входные параметры модели: количество маршрутизаторов, пропускная способность каналов, количество потоков, средняя скорость потоков. В качестве результата работы модели «TraffEng» представляются варианты выбора ТЕ-туннелей с соответствующими значениями максимальных коэффициентов их использования.
EN: Purpose. In railway transport of Ukraine one requires the use of computer networks of different technologies: Ethernet, Token Bus, Token Ring, FDDI and others. In combined computer networks on the railway transport it is necessary to use packet switching technology in multiprotocol networks MPLS (MultiProtocol Label Switching) more effectively. They are based on the use of tags. Packet network must transmit different types of traffic with a given quality of service. The purpose of the research is development a methodology for determining the sequence of destination flows for the considered fragment of computer network of UZ. Methodology. When optimizing traffic management in MPLS networks has the important role of technology traffic engineering (Traffic Engineering, TE). The main mechanism of TE in MPLS is the use of unidirectional tunnels (MPLS TE tunnel) to specify the path of the specified traffic. The mathematical model of the problem of traffic engineering in computer network of UZ technology MPLS TE was made. Computer UZ network is represented with the directed graph, their vertices are routers of computer network, and each arc simulates communication between nodes. As an optimization criterion serves the minimum value of the maximum utilization of the TE-tunnel. Findings. The six options destination flows were determined; rational sequence of flows was found, at which the maximum utilization of TE-tunnels considered a simplified fragment of a computer UZ network does not exceed 0.5. Originality. The method of solving the problem of traffic engineering in Multiprotocol network UZ technology MPLS TE was proposed; for different classes its own way is laid, depending on the bandwidth and channel loading. Practical value. Ability to determine the values of the maximum coefficient of use of TE-tunnels in computer UZ networks based on developed software model «TraffEng». The input parameters of the model: number of routers, channel capacity, the number of streams, the average flow velocity. As a result of the model «TraffEng» choices variants of TE-tunnels with the corresponding values of the maximum coefficient of their use are presented.
RU: Цель. На железнодорожном транспорте Украины необходимым является применение компьютерных сетей различных технологий: Ethernet, Token Bus, Token Ring, FDDI и других. В объединенных компьютерных сетях на железнодорожном транспорте рациональным является использование технологии коммутации пакетов в многопротокольных сетях MPLS (MultiProtocol Label Switching), которая основана на использовании меток. Сети с коммутацией пакетов должны передавать различные виды трафика с заданным качеством обслуживания. Целью исследования является разработка методики определения последовательности назначения потоков для рассмотренного фрагмента компьютерной сети Укрзализныци (УЗ). Методика. При оптимизации управления трафиком в сетях MPLS важную роль оказывает технология инжиниринга трафика (Traffic Engineering, TE). Основной механизм TE в MPLS – использование однонаправленных туннелей (MPLS TE tunnel) для задания пути прохождения определенного трафика. Составлена математическая модель задачи инжиниринга трафика в компьютерной сети УЗ технологии MPLS TE. Компьютерная сеть УЗ представлена ориентированным графом, вершинами которого являются маршрутизаторы компьютерной сети, а каждая дуга моделирует связь между узлами. В качестве критерия оптимизации выступает минимальное значение максимального коэффициента использования ТЕ-туннелей. Результаты. Определены шесть вариантов назначения потоков; найдена рациональная последовательность потоков, при которой значение максимального коэффициента использования ТЕ-туннелей рассмотренного упрощенного фрагмента компьютерной сети УЗ не превышает 0,5. Научная новизна. Предложена методика решения задачи инжиниринга трафика в многопротокольной компьютерной сети УЗ технологии MPLS ТЕ; для разных классов прокладывается свой путь в зависимости от полосы пропускания и загрузки канала. Практическая значимость. Установлена возможность определения значений максимальных коэффициентов использования ТЕ-туннелей в компьютерных сетях УЗ на основе разработанной программной модели «TraffEng». Входные параметры модели: количество маршрутизаторов, пропускная способность каналов, количество потоков, средняя скорость потоков. В качестве результата работы модели «TraffEng» представляются варианты выбора ТЕ-туннелей с соответствующими значениями максимальных коэффициентов их использования.
EN: Purpose. In railway transport of Ukraine one requires the use of computer networks of different technologies: Ethernet, Token Bus, Token Ring, FDDI and others. In combined computer networks on the railway transport it is necessary to use packet switching technology in multiprotocol networks MPLS (MultiProtocol Label Switching) more effectively. They are based on the use of tags. Packet network must transmit different types of traffic with a given quality of service. The purpose of the research is development a methodology for determining the sequence of destination flows for the considered fragment of computer network of UZ. Methodology. When optimizing traffic management in MPLS networks has the important role of technology traffic engineering (Traffic Engineering, TE). The main mechanism of TE in MPLS is the use of unidirectional tunnels (MPLS TE tunnel) to specify the path of the specified traffic. The mathematical model of the problem of traffic engineering in computer network of UZ technology MPLS TE was made. Computer UZ network is represented with the directed graph, their vertices are routers of computer network, and each arc simulates communication between nodes. As an optimization criterion serves the minimum value of the maximum utilization of the TE-tunnel. Findings. The six options destination flows were determined; rational sequence of flows was found, at which the maximum utilization of TE-tunnels considered a simplified fragment of a computer UZ network does not exceed 0.5. Originality. The method of solving the problem of traffic engineering in Multiprotocol network UZ technology MPLS TE was proposed; for different classes its own way is laid, depending on the bandwidth and channel loading. Practical value. Ability to determine the values of the maximum coefficient of use of TE-tunnels in computer UZ networks based on developed software model «TraffEng». The input parameters of the model: number of routers, channel capacity, the number of streams, the average flow velocity. As a result of the model «TraffEng» choices variants of TE-tunnels with the corresponding values of the maximum coefficient of their use are presented.
Description
В. Пахомова: ORCID 0000-0001-8346-0405
Keywords
технологія MPLS ТЕ, інжиніринг трафіку, швидкість потоку, пропускна здатність, коефіцієнт використання, ТЕ-тунель, технология MPLS ТЕ, инжиниринг трафика, скорость потока, пропускная способность, коэффициент использования, MPLS TE technology, traffic engineering, flow rate, bandwidth utilization, TE-tunnel, КЕОМ
Citation
Пахомова В. М. Дослідження інжинірингу трафіка в комп’ютерній мережі Укрзалізниці за технологією MPLS TE. Наука та прогрес транспорту. 2015. № 1 (55). С. 139–147. doi: 10.15802/stp2015/38262.