Wymiarowanie i ruting w Systemie IP QoS

Wymiarowanie i ruting
w Systemie IP QoS
Witold Góralski*([email protected]), Piotr Pyda**([email protected]),
Tomasz Dalecki**([email protected]), Jordi Mongay Batalla*([email protected]),
Jarosław Śliwiński*([email protected]), Waldemar Latoszek***([email protected])
*Instytut Telekomunikacji, Politechnika Warszawska, **Wojskowy Instytut Łączności,
***Instytut Łączności - PIB
Słowa kluczowe: wymiarowanie zasobów, ruting, System IP QOS
W ramach projektu1 została wyspecyfikowana architektura Systemu IP QoS oraz odpowiednie mechanizmy
sterowania ruchem. Rozwiązania te zostały zaimplementowane w sieci testowej, w której przetestowano
sprawność prototypu systemu w środowisku laboratoryjnym. Zaproponowana architektura Systemu IP QoS wraz
z zaimplementowanymi modułami, pod względem sygnalizacji i zarządzania siecią, jest zgodna z architekturą
Sieci Następnej Generacji (ang. NGN – Next Generation Network), a także, pod względem zapewnienia jakości
przekazu, jest zgodna z architekturą DiffServ (ang. Differentiated Services).
Prezentowane rozwiązanie dotyczy warstwy zarządzania zasobami, której głównym zadaniem jest umożliwienie
realizacji czterech klas usług (ang. CoS – Class of Service): Real Time, Multimedia Streaming, High Throughput
Data oraz Standard. W artykule opisano działające w Systemie IP QoS trzy podstawowe procesy sterujące
konfiguracją ruterów sieci testowej: (1) proces ustalenia zapotrzebowań między ruterami brzegowymi, (2) proces
rutingu uwzględniającego wymagania jakości przekazu oraz (3) proces rezerwacji zasobów zgodny
z wymaganiami jakości przekazu pakietów dla poszczególnych klas usług. Procesy te są realizowane przez
moduły: ROMAN (ang. ROuting MANagement), RMS (ang. Resource Management Subsystem), PD-PE (ang.
Policy Decision Physical Entity), TRC (ang. Transport Resource Control) oraz PE-PE (ang. Policy Enforcement
Physical Entity). Moduł ROMAN odpowiada za realizację procesu rutingu w sieci implementującej architekturę
DiffServ. Wewnątrz sieci wykorzystano technikę MPLS. Zadaniem modułu ROMAN jest znalezienie ścieżek
i utworzenie tuneli TE pomiędzy każdą parą routerów brzegowych przeznaczonych dla ruchu sklasyfikowanego
do poszczególnych klas usług. W projekcie zaimplementowano kilka algorytmów wyznaczających tunele TE.
Oprócz standardowych algorytmów takich jak: Dijkstry i Kruskala zostały zaimplementowane zmodyfikowany
algorytm Dijkstry oraz algorytm wielokryterialny SAMCRA (ang. Self Adapting Multiple Constraints Routing
Algorithm). ROMAN konfiguruje tunel TE obliczony przez algorytm rutingu za pomocą komendy: „ip explicitpath” z podaniem kolejnych węzłów pośrednich. Po potwierdzeniu zestawienia tunelu wpisuje go do bazy
danych zestawionych tuneli i przekazuje do modułu RMS. Moduł RMS odpowiada za realizację procesu
wymiarowania klas usług. W tym celu korzysta z algorytmu odpowiadającego za alokację zasobów oraz
algorytmu wymiarowania zasobów dla łączy w zależności od dostępnych zasobów i macierzy rozpływu ruchu
w domenie. Podstawowym zadaniem modułu RMS jest określenie dla ruterów brzegowych przydzielonej
pojemności dla każdej klasy usług sieciowych wewnątrz jednej domeny. Pojemność ta jest wykorzystywana
przez funkcję przyjmowania nowych wywołań związaną z ruterami brzegowymi. Ponadto moduł RMS oblicza
dla każdego portu rozmiary buforów dla poszczególnych klas usług.
Przeprowadzone wstępne testy funkcjonalności i współpracy systemu potwierdziły prawidłową implementację
opisywanych modułów oraz właściwą współpracę modułów składających się na System IP QoS. Kolejne
bardziej zaawansowane testy są planowane pod koniec 2010 roku. Sprawdzona zostanie m.in. efektywność
zaimplementowanego systemu.
System IP QoS został zaprezentowany na konferencji Krajowego Sympozjum Telekomunikacji
i Teleinformatyki 2010 (KSTiT 2010). Na wystawie zademonstrowano działanie kompletnego Systemu IP QoS
ze wszystkimi zaimplementowanymi modułami oraz z generatorem i analizatorem wywołań.
1
Praca realizowana w ramach Projektu Badawczego Zamawianego „Usługi i sieci teleinformatyczne następnej generacji – aspekty
techniczne, aplikacyjne i rynkowe” – „Zarządzanie ruchem – System IP QoS”, PBZ-MNiSW-02-II/2007.