ΟΠΤΙΚΗ ΜΕΤΑΓΩΓΗ ΡΙΠΩΝ (Optical Burst Switching)

mitemaskNetworking and Communications

Jul 13, 2012 (4 years and 5 months ago)

506 views

1
ΤΜΗΜΑΜΗΧΑΝΙΚΩΝΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ& ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΑΙΓΑΙΟΥ
ΟΠΤΙΚΗ ΜΕΤΑΓΩΓΗ ΡΙΠΩΝ
(Optical Burst Switching)
Ιωάννης Καραµήτσος
Υποψήφιος ∆ιδάκτορας
16-17 Οκτώβρη 2003
Καρλόβασι, Σάµος
2
ΤΜΗΜΑΜΗΧΑΝΙΚΩΝΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ& ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΑΙΓΑΙΟΥ
∆ΟΜΗ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ
Εισαγωγή-Εξέλιξη Οπτικών ∆ικτύων
•Μέθοδοι Μεταγωγής (Switching Methods)
•∆οµή OBS δικτύου και Παραλλαγές του
•Μηχανισµοί Κατάληψης Ριπών (Burst reservation)
•Συναρµολόγηση Ριπών (Burst Assembly)
•Ερευνητικό Έργο
•Αποτελέσµατα
•Μελλοντική Εργασία
3
ΤΜΗΜΑΜΗΧΑΝΙΚΩΝΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ& ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΑΙΓΑΙΟΥ
ΕΙΣΑΓΩΓΗ
Με την ραγδαία ανάπτυξη των τηλεπικοινωνιών, τα οπτικά
δίκτυα δηµιούργησαν νέες τάσεις:
1.Αύξηση του ρυθµού µετάδοσης (Bit rate)
2.Εκθετική ανάπτυξη των χρηστών Internet
3.Απαίτηση µηχανισµών που θα παρέχουν αξιόπιστη
ποιότητα υπηρεσιών (Quality of Service)
4.Απαίτηση ανάπτυξης των WDM µηχανηµάτων.
4
ΤΜΗΜΑΜΗΧΑΝΙΚΩΝΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ& ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΑΙΓΑΙΟΥ
2000
1995
time
Label Switching
Ring Networks
Mesh Networks
Optical Network
Functionality
Optical Packet Switching
Optical Burst Switching
Point to Point WDM Links
Wavelength Switching
Εξέλιξη των Οπτικών ∆ικτύων
5
ΤΜΗΜΑΜΗΧΑΝΙΚΩΝΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ& ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΑΙΓΑΙΟΥ
∆ΟΜΗ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ
•Εισαγωγή-Εξέλιξη Οπτικών ∆ικτύων

Μέθοδοι Μεταγωγής (Switching Methods)
•Μηχανισµοί Κατάληψης Ριπών (Burst reservation)
•Συναρµολόγηση Ριπών (Burst Assembly)
•∆οµή OBS δικτύου και Παραλλαγές του
•Ερευνητικό Έργο
•Αποτελέσµατα
•Μελλοντική Εργασία
6
ΤΜΗΜΑΜΗΧΑΝΙΚΩΝΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ& ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΑΙΓΑΙΟΥ
ΜΕΘΟ∆ΟΙ ΜΕΤΑΓΩΓΗΣ
Οι µέθοδοι µεταγωγής που µπορούν να χρησιµοποιηθούν
στα οπτικά δίκτυα είναι οι ακόλουθοι:
1.Οπτική Μεταγωγή Πακέτου (Optical Packet Switching-OPS)
2.∆ροµολόγηση µήκους κύµατος (Wavelength Routing)
3.Οπτική Μεταγωγή Ριπών (Optical Burst Switching-OBS)
7
ΤΜΗΜΑΜΗΧΑΝΙΚΩΝΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ& ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΑΙΓΑΙΟΥ
ΟΠΤΙΚΗ ΜΕΤΑΓΩΓΗ ΠΑΚΕΤΟΥ
Τα γενικά χαρακτηριστικά της Οπτικής Μεταγωγής
Πακέτου-OPS είναι τα ακόλουθα:

Ταυτόχρονη µετάδοση δεδοµένων (payload)και
επικεφαλίδας (header)

Απαραίτητη χρησιµοποίηση αποθηκευτών (Buffers)

Αυξηµένη ταχύτητα επεξεργασίας

Χρησιµοποίηση µεθόδου Store-and-Forward
8
ΤΜΗΜΑΜΗΧΑΝΙΚΩΝΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ& ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΑΙΓΑΙΟΥ
∆ΡΟΜΟΛΟΓΗΣΗ ΜΗΚΟΥΣ ΚΥΜΑΤΟΣ
(Wavelength Routing-WR)
Η ∆ροµολόγηση µήκους κύµατος βασίζεται στην µεταγωγή
κυκλώµατος και τα χαρακτηριστικά είναι τα ακόλουθα:
Καθορίζεται πρώτα η διαδροµή ενός µήκους κύµατος και
ακολουθεί η µετάδοση δεδοµένων
Στατιστική ∆ιασύνδεση
Αδυναµία χαρακτηρισµού bandwidth
9
ΤΜΗΜΑΜΗΧΑΝΙΚΩΝΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ& ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΑΙΓΑΙΟΥ
ΟΠΤΙΚΗ ΜΕΤΑΓΩΓΗ ΡΙΠΩΝ (Optical Burst Switching)
Τα γενικά χαρακτηριστικά της Οπτικής Μεταγωγής Ριπών είναι τα
ακόλουθα:
Ξεχωριστή αποστολή της επικεφαλίδας µε τα δεδοµένα
Επεξεργασία της επικεφαλίδας
Μετάδοση δεδοµένων χωρίς να περιµένουµε απάντηση
∆εν χρειάζονται αποθηκευτές (buffers)
Τα δεδοµένα επεξεργάζονται σε οπτικό πεδίο ενώ η
επικεφαλίδα σε ηλεκτρονικό πεδίο
Σηµατοδοσία εκτός ζώνης (Out of band signaling)
10
ΤΜΗΜΑΜΗΧΑΝΙΚΩΝΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ& ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΑΙΓΑΙΟΥ
Optical burst switching
Optical packet switching
Packet congestions are resolved
using optical buffers, wavelength
conversion or proper routing
schemes (i.e. deflection routing)
Σύγκριση µεταξύ Οπτικής Μεταγωγής Πακέτου και Οπτικής Μεταγωγής Ριπών
11
ΤΜΗΜΑΜΗΧΑΝΙΚΩΝΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ& ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΑΙΓΑΙΟΥ
Σύγκριση Οπτικών Τεχνικών Μεταγωγής
Τεχνικές
Μεταγωγής
Wavelength
Routing
Οπτική
Μεταγωγή
Πακέτου(OPS)
Οπτική
Μεταγωγή
Ριπών(OBS)
High
Bandwidth
Utilization
No
Yes
Yes
Low Latency
No
Yes
Yes
Low Overhead
Yes
No
Yes
High
Adaptively
No
Yes
Yes
Qos Support
Yes
No
Yes
Buffer Memory
None
Required
None
12
ΤΜΗΜΑΜΗΧΑΝΙΚΩΝΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ& ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΑΙΓΑΙΟΥ
∆ΟΜΗ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ
•Εισαγωγή-Εξέλιξη Οπτικών ∆ικτύων
•Μέθοδοι Μεταγωγής (Switching Methods)

∆οµή OBS δικτύου και οι παραλλαγές του
•Μηχανισµοί Κατάληψης Ριπών (Burst reservation)
•Συναρµολόγηση Ριπών (Burst Assembly)
•Ερευνητικό Έργο
•Αποτελέσµατα
•Μελλοντική Εργασία
13
ΤΜΗΜΑΜΗΧΑΝΙΚΩΝΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ& ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΑΙΓΑΙΟΥ
∆ΟΜΗ OBS ∆ΙΚΤΥΟΥ
Edge Nodes (αποτελούνται από τα ακόλουθα τµήµατα:
•Συναρµολογητή Ριπών (Burst Assembly)
•Μηχανισµοί Κατάληψης Ριπών (Burst Reservation)
Core Nodes (αποτελείται από την µήτρα µεταγωγής)
Η κατάληψη γίνεται στέλνοντας πρώτα από την επικεφαλίδα
και έπειτα από µία καθυστέρηση (offset) τα δεδοµένα.
14
ΤΜΗΜΑΜΗΧΑΝΙΚΩΝΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ& ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΑΙΓΑΙΟΥ
Η WR-OBSεξασφαλίζει την
δροµολόγηση των ριπών µέσω ενός
µήκους κύµατος γνωρίζοντας όλη την
δροµολόγηση του.
Μετατροπή µήκους κύµατος και
επεξεργασία των ριπών στους
ενδιάµεσους κόµβους καταργείται.
Η WR-OBSείναι µια αρχιτεκτονική
βασισµένη στην µεταγωγή
κυκλώµατος και παρέχει χαµηλή
πιθανότητα απώλειας ριπών (burst
dropping probability) καθώς επίσης και
περιορισµένη end-to-end καθυστέρηση
Η WR-OBSµπορεί να παρέχει επίσης
διάφορες υπηρεσίες (differentiated
services) και QoS.
ΠΑΡΑΛΛΑΓΗ OBS ∆ΙΚΤΥΟΥ-Wavelength Routed OBS (WR-OBS)
15
ΤΜΗΜΑΜΗΧΑΝΙΚΩΝΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ& ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΑΙΓΑΙΟΥ
Τα πακέτα ταξινοµούνται στην είσοδο των edge nodes
σύµφωνα µε το τύπο υπηρεσίας-class of service (CoS) και
τοποθετούνται σε ξεχωριστούς αποθηκευτές (buffers).
Στους Edge nodesτα παρακάτω λογικά τµήµατα
υπάρχουν: Τhe electronic pre-sorting, the non-blocking
output-buffered switch and tuneable wavelength section
Wavelength Routed OBS (WR-OBS)-∆οµή του Edge node
16
ΤΜΗΜΑΜΗΧΑΝΙΚΩΝΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ& ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΑΙΓΑΙΟΥ
Ο Core Node λαµβάνει τις απαιτήσεις από τους edge nodes και ερευνά για
το βέλτιστο µήκος κύµατος και δροµολόγηση και µεταδίδει επιβεβαίωση ή
απόρριψη (acknowledgements/rejection)στους edge nodes, και αποτελείται
από τα ακόλουθα τµήµατα:
Request Sorter & Scheduler
DRWA block
Wavelength Routed OBS (WR-OBS)-∆οµή του Core node
17
ΤΜΗΜΑΜΗΧΑΝΙΚΩΝΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ& ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΑΙΓΑΙΟΥ
Η LOBSπροτάθηκε από τον C.Qiaoκαι
βασίζεται στην επεξεργασία ετικέτας (label) τα
δε γενικά χαρακτηριστικά είναι τα ακόλουθα:
Όµοια µε την MPLS (π.χ διαφορετικά LOBS
δροµολογήσεις µπορούν να διαχειριστούν το
ίδιο µήκος κύµατος).
Τα πακέτα ελέγχου µεταφέρουν εκτός από
την πληροφορία των ριπών και τις ετικέτες.
ΠΑΡΑΛΛΑΓΗ OBS ∆ΙΚΤΥΟΥ-Labeled OBS (LOBS)
IP
LOBS(MPLS)
Physical layer
Electronic Layer
Opto-electronic layer
Optical layer
ΙΡ επίπεδο πραγµατοποιεί
λειτουργίες τρίτου επιπέδου
(π.χ. δροµολογήσεις)
LOBSεπίπεδο πραγµατοποιεί
OBS /MPLS λειτουργίες.
Το φυσικό επίπεδο πραγµατοποιεί
λειτουργίες για την µεταγωγή ριπών,
µετατροπή του µήκους κύµατος,
καθυστέρηση ριπών και οπτική ενίσχυση.
18
ΤΜΗΜΑΜΗΧΑΝΙΚΩΝΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ& ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΑΙΓΑΙΟΥ
∆ΟΜΗ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ
•Εισαγωγή-Εξέλιξη Οπτικών ∆ικτύων
•Μέθοδοι Μεταγωγής (Switching Methods)
•∆οµή OBS δικτύου και Παραλλαγές του

Μηχανισµοί Κατάληψης Ριπών (Burst reservation)
•Συναρµολόγηση Ριπών (Burst Assembly)
•Ερευνητικό Έργο
•Αποτελέσµατα
•Μελλοντική Εργασία
19
ΤΜΗΜΑΜΗΧΑΝΙΚΩΝΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ& ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΑΙΓΑΙΟΥ
Two-way
reservation
One-way
Reservation
Burst length
known
Burst length
Not known
Burst length
known
Burst length
Not known
Just-in-Time (JIT)
Wei et al.
Horizon
Turner et al.
Void Filling
Xionget al.
Just-Enough-Time (JET)
Qiaoet al.
Unlimited size
Size Bursts
Duser/Bayvel
Limited-Size Bursts
Duser/Bayvel
∆ιάφοροι Μηχανισµοί Κατάληψης
20
ΤΜΗΜΑΜΗΧΑΝΙΚΩΝΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ& ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΑΙΓΑΙΟΥ
∆ΟΜΗ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ
•Εισαγωγή-Εξέλιξη Οπτικών ∆ικτύων
•Μέθοδοι Μεταγωγής (Switching Methods)
•∆οµή OBS δικτύου και Παραλλαγές του
•Μηχανισµοί Κατάληψης Ριπών (Burst reservation)
Συναρµολόγηση Ριπών (Burst Assembly)
•Ερευνητικό Έργο
•Αποτελέσµατα
•Μελλοντική Εργασία
21
ΤΜΗΜΑΜΗΧΑΝΙΚΩΝΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ& ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΑΙΓΑΙΟΥ
∆οµή ενός Συναρµολογητή Ριπών (Burst Assembler)
Οι µηχανισµοί που έχουν προταθεί για την συναρµολόγηση των
ριπών είναι βασισµένοι στην φιλοσοφία, όπου κάθε Edge nodeέχει
ουρές, όπου µε την βοήθεια του Burst Scheduler
συναρµολογούνται τα πακέτα εισόδου σε µορφή ριπών.
22
ΤΜΗΜΑΜΗΧΑΝΙΚΩΝΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ& ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΑΙΓΑΙΟΥ
Προτεινόµενοι Αλγόριθµοι Συναρµολόγησης Ριπών
(Burst Assembly Algorithms)
1.Fixed-Assembly-Period (FAP):O Edge Node συναρµολογεί
τα ΙΡ πακέτα σε ριπές µε µία σταθερή χρονική περίοδο και
δηµιουργεί και το αντίστοιχο πακέτο ελέγχου.
2.Adaptive-Assembly-Period-Algorithm (AAP):Σε αυτό τον
αλγόριθµο η χρονική περίοδο µεταβάλλεται δυναµικά και µε
αυτό τον τρόπο η µέθοδος ΑΑΡ προσπαθεί να συγχρονίσει
µε την εισερχόµενη TCP κίνηση.
3.Min-Burst length-Max-Assembly-Period (MBMAP),
αλγόριθµος όπου το πακέτο ελέγχου δηµιουργείται είτε όταν
υπερβαίνει το ελάχιστο µήκος ριπής (minimum burst length)
είτε όταν η χρονική περίοδος συναρµολόγησης τερµατίζει.
23
ΤΜΗΜΑΜΗΧΑΝΙΚΩΝΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ& ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΑΙΓΑΙΟΥ
∆ΟΜΗ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ
•Εισαγωγή-Εξέλιξη Οπτικών ∆ικτύων
•Μέθοδοι Μεταγωγής (Switching Methods)
•∆οµή OBS δικτύου και Παραλλαγές του
•Μηχανισµοί Κατάληψης Ριπών (Burst reservation)
•Συναρµολόγηση Ριπών (Burst Assembly)
Ερευνητικό Έργο
•Αποτελέσµατα
•Μελλοντική Ερευνητική Εργασία
24
ΤΜΗΜΑΜΗΧΑΝΙΚΩΝΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ& ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΑΙΓΑΙΟΥ
ΠΟΡΕΙΑ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΟΥ ΕΡΓΟΥ
Η ερευνητική µου δραστηριότητα βασίστηκε στα ακόλουθα σηµεία:
1.Μελέτη του QoSσε OBS δίκτυα
2.Μελέτη πρωτοκόλλων δροµολόγησης (Routing protocols)σε
LOBS δίκτυα
3.Μελέτη µηχανισµού συναρµολόγησης ριπών.
25
ΤΜΗΜΑΜΗΧΑΝΙΚΩΝΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ& ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΑΙΓΑΙΟΥ
Μελέτη του QoSσε OBS δίκτυα
Με την εισαγωγή των OBSδικτύων για να υποστηρίξουν QoSτρεις
νέες απαιτήσεις παρουσιάστηκαν και είναι οι εξής:
1.Υπάρχει περιορισµένος χρόνος για την επεξεργασία της
επικεφαλίδαςτης ριπής στον Core Node
2.∆εν υπάρχουν αποθηκευτές µπροστά από τις µήτρες µεταγωγής
3.Χρησιµοποιώντας τον τύπο κατάληψης One-reservationστερεί την
δυνατότητα στο Core Nodeνα δίνει αναφορά σε τι κατάσταση
βρίσκεται προς τους Edge Nodes.
26
ΤΜΗΜΑΜΗΧΑΝΙΚΩΝΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ& ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΑΙΓΑΙΟΥ
Μελέτη του QoSσε OBS δίκτυα(συνέχεια)
Για την επίλυση των παραπάνω απαιτήσεων µέχρι σήµερα έχουν
προταθεί οι ακόλουθοι µηχανισµοί:
Offset
based
ΥΠΑΡΧΟΝΤΕΣ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ
Contention
based
Active
Dropping
27
ΤΜΗΜΑΜΗΧΑΝΙΚΩΝΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ& ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΑΙΓΑΙΟΥ
Μελέτη του QoSσε OBS δίκτυα(συνέχεια)
Ο προτεινόµενος µηχανισµός βασίζεται να χρησιµοποιήσουµε για
control plane την MPLSτεχνική, όπου η ετικέτα (label)
ενσωµατώνεται στο πακέτο της επικεφαλίδας και δίνει την
πληροφορία της δροµολόγησης στον επόµενο κεντρικό κόµβο








IP traffic
Forwarding Engine
&
Control Plane MPLS

Switch
Fabric
Control
Packet
Data
Wavelengths

Core Node
Assembly
Mechanism

Reservation
Mechanism

Edge Node
Οπτική Μεταγωγή Ριπών
28
ΤΜΗΜΑΜΗΧΑΝΙΚΩΝΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ& ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΑΙΓΑΙΟΥ
Μελέτη του QoSσε OBS δίκτυα(συνέχεια)
Η δοµή του πακέτου ελέγχου (control packet)που µεταφέρει την
πληροφορία στο κεντρικόκόµβο είναι η ακόλουθη όπως
φαίνεται και στο ακόλουθο σχήµα:


LSP A
LSP B
Nodes
Node x
OBS
Core


Node y
LSP (link x ,y)
IP header
Packet

Shim
Label A

Forwarding
(x,y) info

Offset
IP header
Packet

Shim
Label B

Forwarding
(x,y) info

Offset
IP header
Packet

Shim
Label A

Forwarding
(y,1) info

Offset
IP header
Packet

Shim
Label B

Forwarding
(y,n) info

Offset
1
n
Control Packets
29
ΤΜΗΜΑΜΗΧΑΝΙΚΩΝΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ& ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΑΙΓΑΙΟΥ
Μελέτη πρωτοκόλλων δροµολόγησης σε LOBS δίκτυα
Πραγµατοποιήθηκε η µελέτη και η σύγκριση δύο πρωτοκόλλων
δροµολόγησης τα οποία είναι τα εξής:
•MPLS explicit routing
•Interior Gateway Protocol (IGP)
30
ΤΜΗΜΑΜΗΧΑΝΙΚΩΝΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ& ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΑΙΓΑΙΟΥ
Μελέτη Προσοµοίωσης-Τοπολογία ∆ικτύου
Η τοπολογία δικτύου αποτελείται από τους κόµβους 1,3 τύπου
ΙΡόπου υποστηρίζουν κίνηση τύπου TCP και UDP, ενώ ο
κόµβος 2 είναι ο κεντρικός κόµβος OBS. Ο κεντρικός κόµβος
υποστηρίζει 13 µήκη κύµατος OC-12 (622Mbit/s ανά µήκος
κύµατος), και ο ρυθµός µετάδοσης είναι 80Gb/s.


IP Node
1

2

UDP
Core 1
OC-12
3

IP Node
UDP
OC-12
TCP
TCP
31
ΤΜΗΜΑΜΗΧΑΝΙΚΩΝΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ& ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΑΙΓΑΙΟΥ
Μελέτη Προσοµοίωσης-Μετρήσεις
Σε αυτή την γραφική παράσταση υπολογίζουµε το throughput
για τα πρωτόκολλα δροµολόγησης και παρατηρούµε ότι το
MPLSείναι 42% περισσότερο από το IGP.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
641285121024204840968192
Message size (Mbit/s)
Throughput (Gbps)
MPLS
IGP
32
ΤΜΗΜΑΜΗΧΑΝΙΚΩΝΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ& ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΑΙΓΑΙΟΥ
Μελέτη Προσοµοίωσης-Μετρήσεις
Οι γραφικές παραστάσεις υπολογίζουν τον Round trip time
(RTT) για κίνηση τύπου TCP, UDP. Από τις µετρήσεις
παρατηρούµε ότι τοRTTαυξάνεται δραµατικά 57% όταν
χρησιµοποιούµε IGP σε σχέση µε το MPLS.
0
20
40
60
80
100
120
140
641285121024204840968192
Message size (Mbit/s)
RTT (ms)
IGP
MPLS
0
20
40
60
80
100
120
140
641285121024204840968192
Message size (Mbit/s)
RTT (ms)
IGP
MPLS
TCP
UDP
33
ΤΜΗΜΑΜΗΧΑΝΙΚΩΝΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ& ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΑΙΓΑΙΟΥ
Μελέτη Μηχανισµού συναρµολόγησης ριπών
(Burst Assembly Mechanism)
Μέχρι σήµερα έχουµε παρατηρήσει ότι οι βασικοί παράµετροι που
επηρεάζουν την απόδοση ενός OBSδικτύου είναι:
•Η καθυστέρηση που παρατηρείται στους Edge nodesκατά την
συναρµολόγηση των ριπών
•Ο χρόνος round-trip-time που χρειάζεται για την σηµατοδοσία
•Ο χρόνος επεξεργασίας που χρειάζονται τα µήκη κύµατος
Από τους παραπάνω παραµέτρους η πιο βασική και η οποία δεν έχει
ερευνηθεί πλήρως είναι η συναρµολόγηση των ριπών.
34
ΤΜΗΜΑΜΗΧΑΝΙΚΩΝΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ& ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΑΙΓΑΙΟΥ
Μελέτη Μηχανισµού συναρµολόγησης ριπών
(Burst Assembly Mechanism)
Μέχρι σήµερα για την συναρµολόγηση των ριπών έχουν προταθεί,
Συναρµολόγηση ριπών βασισµένη σε χρονική περίοδο (Timer-based
Burst Assembly)
Συναρµολόγηση ριπών βασισµένη σε κατώφλι (Threshold-based Burst
Assembly)
Επίσης η συναρµολόγηση και το µέγεθος των ριπών επηρεάζει την
πιθανότητα απώλειας πακέτων (Packet Loss Probability).
Μεγάλο µέγεθος ριπών µειώνει δραστικά το συνολικό αριθµό των
ριπών που εισάγονται στο OBS δίκτυο, αλλά από την άλλη πλευρά
στην περίπτωση συγκρούσεων (contention) ο µέσος αριθµός χαµένων
πακέτων ανά σύγκρουση αυξάνεται δραστικά.
Μικρό µέγεθος ριπών αυξάνει δραστικά το συνολικό αριθµό των
ριπών που εισάγονται στο OBS δίκτυο, και ο αριθµός των συγκρούσεων
(contention) αυξάνεται δραστικά και αυξάνεται η πιθανότητα απώλειας
πακέτων.
35
ΤΜΗΜΑΜΗΧΑΝΙΚΩΝΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ& ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΑΙΓΑΙΟΥ
Μελέτη Μηχανισµού συναρµολόγησης ριπών
(Burst Assembly Mechanism)
Ι∆ΕΑ:
Για να επιτύχουµε βελτιστοποίηση στην απόδοση του OBS
δικτύου, προτείνουµε µια τεχνική όπου τα εισερχόµενα πακέτα
να συναρµολογούνται σε ριπές µε βέλτιστο µήκος.Την τεχνική
την ονοµάσαµε: Feedback Adaptive Burst Assembly (FABA)
36
ΤΜΗΜΑΜΗΧΑΝΙΚΩΝΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ& ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΑΙΓΑΙΟΥ
Χαρακτηριστικά Feedback Adaptive Burst Assembly (FABA)
Κεντρική ιδέα
:‘Feedback mechanism’ανάµεσα στη συναρµολόγηση
των ριπών και στην κατανοµή του µήκους κύµατος
Πιο συγκεκριµένα:
•Όταν τα µήκη κύµατος είναι λίγα, οι ριπές που δηµιουργούνται στους
Edge Nodesθα είναι πιο επεκτάσιµες και έτσι η ίδια ποσότητα
κίνησης θα χρειάζεται λιγότερα µήκη κύµατος για να µεταφερθεί.
•Όταν ο Core Nodeέχει πλεόνασµα µήκος κύµατος, τοποθετούνται σε
αυτό το µήκος κύµατος τα µικρότερα πακέτα ριπών που υπάρχουν
και έτσι έχουµε καλύτερη εκµετάλλευση των πόρων και µειώνεται η
καθυστέρηση end-to-end.
37
ΤΜΗΜΑΜΗΧΑΝΙΚΩΝΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ& ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΑΙΓΑΙΟΥ
Μελλοντική Ερευνητική Εργασία
1.Καθορισµός µοντέλου για τον προτεινόµενο µηχανισµόFABA
2.Υπολογισµός απόδοσης (performance) του FABAσε σύγκριση µε
τους προτεινόµενους µηχανισµούς κατάληψης ριπών (JET,JIT etc)
38
ΤΜΗΜΑΜΗΧΑΝΙΚΩΝΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ& ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΑΙΓΑΙΟΥ
Σας ευχαριστώ!