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.

- 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 ]۱[.

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.

۱-۲- کیفیت سرویس در اینترنت

سرویسی که شبکه جهانی اینترنت به کاربران خود ارائه داده است، سرویس بهترین تلاش۴ 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[۵] 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.

فهرست

عنوان                                                 صفحه

فصل اول: کیفیت سرویس و فنآوری های شبکه  ۱

۱-۱- مقدمه  ۱

۱-۲- کیفیت سرویس در اینترنت   ۱

۱-۲-۱- پروتکل رزور منابع در اینترنت   ۳

۱-۲-۲- سرویس های متمایز  ۴

۱-۲-۳- مهندسی ترافیک    ۶

۱-۲-۴- سوئیچنگ برحسب چندین پروتکل   ۹

۱-۳- مجتمع سازی IP و ATM

1-3-1- مسیریابی در IP

1-3-2- سوئیچینگ    ۱۳

۱-۳-۳- ترکیب مسیریابی و سوئیچینگ    ۱۴

۱-۳-۴- MPLS

فصل دوم: فنآوریMPLS

2-1- مقدمه  ۲۳

۲-۲- اساس کار MPLS

2-2-1- پشته برچسب   ۲۶

۲-۲-۲- جابجایی برچسب   ۲۷

۲-۲-۳- مسیر سوئیچ برچسب (LSR) 27

2-2-4- کنترل LSP

2-2-5- مجتمع سازی ترافیک    ۳۰

۲-۲-۶- انتخاب مسیر  ۳۰

۲-۲-۷- زمان زندگی (TTL)

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

2-2-9- ادغام برچسب ۳۲

۲-۲-۱۰- تونل   ۳۳

۲-۳- پروتکل های توزیع برچسب در MPLS

فصل سوم: ساختار سوئیچ های شبکه  ۳۵

۳-۱- مقدمه  ۳۵

۳-۲- ساختار کلی سوئیچ های شبکه  ۳۵

۳-۳- کارت خط   ۴۰

۳-۴- فابریک سوئیچ  ۴۲

۳-۴-۱- فابریک سوئیچ با واسطه مشترک   ۴۳

۳-۴-۲ فابریک سوئیچ با حافظه مشترک   ۴۴

۳-۴-۳- فابریک سوئیچ متقاطع  ۴۵

فصل چهارم: مدلسازی و شبیه‌سازی یک سوئیچ MPLS

4-1- مقدمه  ۵۰

۴-۲- روشهای طراحی سیستمهای تک منظوره ۵۰

۴-۳- مراحل طراحی سیستمهای تک منظوره ۵۲

۴-۳-۱- مشخصه سیستم  ۵۳

۴-۳-۲- تایید صحت   ۵۳

۴-۳-۳- سنتز  ۵۴

۴-۴ – زبانهای شبیه سازی   ۵۴

۴-۵- زبان شبیه سازی SMPL

4-5-1- آماده سازی اولیه مدل  ۵۸

۴-۵-۲ تعریف و کنترل وسیله  ۵۸

۴-۵-۳ – زمانبندی و ایجاد رخدادها ۶۰

۴-۶- مدلهای ترافیکی   ۶۱

۴-۶-۱- ترافیک برنولی یکنواخت   ۶۲

۴-۶-۲- ترافیک زنجیره ای   ۶۲

۴-۶-۳- ترافیک آماری   ۶۳

۴-۷- مدلسازی کارت خط در ورودی   ۶۴

۴-۸- مدلسازی فابریک سوئیچ  ۶۶

۴-۸-۱- الگوریتم iSLIP  ۶۶

۴-۸-۲- الگوریتم iSLIP اولویت دار ۷۱

۴-۸-۳- الگوریتم iSLIP  اولویت دار بهینه  ۷۶

۴-۹- مدلسازی کارت خط در خروجی   ۷۹

۴-۹-۱ – الگوریتم WRR

4-9-2- الگوریتم DWRR

4-10- شبیه سازی کل سوئیچ  ۸۲

۴-۱۱- کنترل جریان  ۹۰

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات  ۹۳

۵-۱- مقدمه  ۹۳

۵-۲- نتیجه گیری   ۹۳

۵-۳- پیشنهادات   ۹۴

مراجع     …………………………………………………………………….۹۵

دانلود کنید