На сегодняшний день темпы развития отрасли телекоммуникаций являются одними из самых стремительных. Наряду со снижением темпов роста клиентской базы операторов связи, наблюдается рост трафика за счет внедрения новых технологий и увеличения доли услуг на базе IP-технологий. Учитывая указанные тенденции, операторы связи, внедряют новые услуги, что приводит к переходу телекоммуникационных сетей к мультисервисности. В настоящее время для пользователей мультисервисных сетей все больший интерес представляют такие службы, как видеоконференцсвязь, доступ к web-службам. Но методология обеспечения требований по качеству обслуживания разнородного трафика не является до конца разрешенной.
Одним из вариантов обеспечения эффективной передачи трафика с поддержкой параметров QoS (Quality of Service) является использование технологии многопротокольной коммутации меток MPLS (Multi Protocol Label Switching).
Это технология постоянно совершенствуется в направлении адаптации к условиям передачи трафика в сетях, обеспечивая поддержку QoS. MPLS (Multi Protocol Label Switching) — это технология быстрой коммутации пакетов в многопротокольных сетях, основанная на использовании меток. MPLS разрабатывается и позиционируется как способ построения высокоскоростных IP-магистралей, однако область ее применения не ограничивается протоколом IP, а распространяется на трафик любого маршрутизируемого сетевого протокола. В основе MPLS лежит принцип обмена меток [1]. Любой передаваемый пакет ассоциируется с тем или иным классом сетевого уровня (Forwarding Equivalence Class, FEC), каждый из которых идентифицируется определенной меткой. Значение метки уникально лишь для участка пути между соседними узлами сети MPLS, которые называются маршрутизаторами, коммутирующими по меткам (Label Switching Router, LSR). Метка передается в составе любого пакета, причем способ ее привязки к пакету зависит от используемой технологии канального уровня.
Маршрутизатор LSR получает топологическую информацию о сети, участвуя в работе алгоритма маршрутизации — OSPF, BGP, IS-IS. Затем он начинает взаимодействовать с соседними маршрутизаторами, распределяя метки, которые в дальнейшем будут применяться для коммутации.
Распределение меток между LSR приводит к установлению внутри домена MPLS путей с коммутацией по меткам (Label Switching Path, LSP). Каждый маршрутизатор LSR содержит таблицу, которая ставит в соответствие паре «входной интерфейс, входная метка» тройку «префикс адреса получателя, выходной интерфейс, выходная метка». Получая пакет, LSR по номеру интерфейса, на который пришел пакет, и по значению привязанной к пакету метки определяет для него выходной интерфейс. Старое значение метки заменяется новым, содержавшимся в поле «выходная метка» таблицы, и пакет отправляется к следующему устройству на пути LSP.
Рис. 1. Схема коммутации MPLS
Вся операция требует лишь одноразовой идентификации значений полей в одной строке таблицы. Это занимает гораздо меньше времени, чем сравнение IP-адреса отправителя с наиболее длинным адресным префиксом в таблице маршрутизации, которое используется при традиционной маршрутизации.
Сеть MPLS делится на две функционально различные области — ядро и граничную область (рис.1). Ядро образуют устройства, минимальным требованием к которым является поддержка MPLS и участие в процессе маршрутизации трафика для того протокола, который коммутируется с помощью MPLS. Маршрутизаторы ядра занимаются только коммутацией.
Таким образом, главная особенность MPLS — отделение процесса коммутации пакета от анализа IP-адресов в его заголовке, что открывает ряд привлекательных возможностей. Очевидным следствием описанного подхода является тот факт, что очередной сегмент LSP может не совпадать с очередным сегментом маршрута, который был бы выбран при традиционной маршрутизации [2].
При оптимизации управления трафиком в сетях MPLS (MultiProtocol Label Switching), важную роль играет технология инжиниринга трафика (Traffic Engineering, TE). В основу технологии инжиниринга трафика положены идеи балансировки использования разнородных сетевых ресурсов — информационных, буферных и канальных. Эффективность технологии Traffic Engineering подтверждается тем, что многие сетевые средства управления трафиком совершенствуются на ее принципах, подтверждением тому являются протоколы резервирования ресурсов RSVP-TE и LDP-TE, протоколы маршрутизации IS-IS-TE, OSPF-TE. Одним из самых эффективных является подход, основанный на балансировке очередей на принципах технологии инжиниринга трафика (Traffic Engineering Queues) [3], предложенного для управления очередями в MPLS-сетях.
Литература:
- Кучерявый Е. А. Управление трафиком и качество обслуживания в сети Интернет / Е. А. Кучерявый //– М.: Наука и Техника.–2007. –336 с.
- Вегешна Ш. Качество обслуживания в сетях IP / Пер.с англ./ Ш. Вегешна // — М.: Издательский дом «Вильямс». — 2006. — 386 с
- Li Y. Panwar S. Liu C. J. On the Performance of MPLS TE Queues for QoS Routing // Simulation series. — 2004. — Vol. 36; part 3. — P. 170–174.
