3.3.1 Есептеу бөлім.

MPLS желісінде туннелдеу алгоритмі.

MPLS технологиясының басты айырмашылығы: IP-маршрутизаторлары әрбір пакет тақырыпшасын келесі маршрутизаторға жіберу бағытын таңдау үшін сараптайды. MPLS технологиясында тақырыпша тек бір рет желі кірісінде сарапталады, содан соң пакет пен ағынның сәйкестігі орнатылады. 

MPLS коммутациясының принципі белгі алмасуымен сипатталады. Жіберілген кез келген пакет FEC (Forwarding Equivalence Class) желілік деңгейдің әрбіреуі белгілі бір  белгімен идентификацияланатын класымен негізделеді. LSR (Label Switching Router) белгі бойынша коммутациялайтын маршрутизатордың белгі мәні MPLS желісіндегі көршілес түйіндер арасындағы аймақ үшін ыңғайлы. 1 суретте LSR1 шекаралық маршрутизаторы – кіріс, ал LSR4 – шығыс маршрутизаторы. Бір FEC тегі пакеттер өтетін маршрутизаторлар тізбегі (LSR1,..., LSR4) LSP (Label Switching Path) белгісі бойынша коммутацияланатын LSP виртуалды трактын  құрады.

Сонымен, MPLS технологиясының негізгі ерекшелігі: көптеген мүмкіндіктер туғызатын пакет тақырыпшасындағы IP – адрестің сарапталуынан пакеттер коммутациясы үрдісінің бөлінуі.

6 Сурет - Туннелді құру

 MPLS технологиясының тағы бір маңызды артықшылығы: оның негізінде пакетпен тек бір ғана белгі емес, коптеген (стек) белгі жіберу мүмкіндігінің барлығы.    

Қосу шығару операциясының таңбасы   ( push | pop ) стек операциясы ретінде анықталады. Коммутация  нәтижесі тек жоғарғы стек  белгісімен  береді, төменгісі жоғарғы операцияны шығарғанша  мөлдір болып беріледі. Бұл әдіс mpls желісінде топтық иерархия құрады және тунельді беруді ұйымдастырады.   

Бұның мағынасы mpls желісінің басқарылуын  айқын көрінетін аралық маршрутизаторларды  қолданбай барлық пакет жіберу  күре жолдарын басқару  мүмкіндігі. Аралық маршрутизаторларда  тунелдер жасау жолы арқылы  алынады және олар   бірнеше желі бөліктерін  1-суретте көрсетілгендей қамтуы мүмкін

Барлық шеткі маршрутизаторлар  MPLS (LER1, LER2, LER3 и LER4) BGP протоколын қолданады және белгі бойынша коммутацияланатын тракт LSP-оның арасында (LSP1) құрады. LER1 білетіні оның келесі баратын белгіленген орыны - LER2, себебі ол жіберушіден мәлімет таратады, олардың міндеті LSP- оның арасында (LSP1) желінің екі сегменті арқылы өту . Өз ретінде , LER3 білетіні оның келесі баратын белгіленген орыны - LER4,т.с.с. Бұл шектеулі төрт LER , LDP  протоколын қолданатын болады ал   LER (LER4 осы сценаридегі)  шығысындағы алу және сақтау  белгісінен кірістегі LER (LER1)- ға дейін.

7 Сурет – Транзитті маршруты

 Бірақ  мәліметтердің LER1ден LER2ге берілуі үшін  олар бірнеше транзитті LSR (осы жағдайда 3) маршрутизаторларынан өтуі тиіс. Осылайша екі LER (LER1 және LER2) арасында жеке  жаңа LSP (LSP2) ( 8суретті қара ) тракт пайда болады , және ол LSR1, LSR2 және  LSR3 қамтиды. Ол неегізінде  осы екі LER  арасында тунелді көрсетеді. Бұл трактідегі белгіленулер LSP1 жасалған белгіленуден өзгеше.

8 Сурет

 Бұл LER3 пен  LЕR4 үшін  де  арасында орналасқан LSR-дегідей  дұрыс. Осы соңғы  бөлікке LSP3 фактісі жасалады. Осы нәтижеге жету үшін пакетті екі желілік сегмент арқылы жіберуге  стек белгілену концепциясы қолданылады. Пакет LSP1, LSP2 және  LSP3  арқылы жүретіндіктен ол екі бөлек белгіленуді қатар алып жүреді. Әрбір сегментке қолданылатын жұп келесідей: бірінші сегментке--LSP1 және LSP2 үшін  белгілену, ал екінші сегментке -- LSP1 и LSP3 үшін белгілену.

Пакет бірінші желіден кеткенде және  шеткі кедендік LER2 маршрутизатормен  қабылданғанда ( 3суретті қара ), ол LSP2 үшін  белгіні өшіріп,   LSP3 меткасына ауыстырады сонымен қатар LSP1 белгіленуін пакет ішінде келесі сілтеме белгіленуге ауыстырады. LЕR4 пакетті тиісті адреске жіберерде  екі белгіленуді де өшіреді.

MPLSтегі  туннелдеу эфектісінің математикалық  түрі өз ретінде жаппай қызмет көрсететін  жүйелі кезекті желіні көрсетеді.

Бағаланатын өлшемдері:

Орташа үзіліссіз қызмет көрсету уақыты (шұғылдану кезеңі) және пакеттің n-м түйінінде болуының орташа уақыты. Шұғылдану кезеңінде (яғни үзіліссіз, босатылусыз)   қызмет көрсетілетін пакеттер  шығыста  топқа біріктіріледі де бума деп аталады.  Буманың орташа ұзындығы  пакеттер санымен беріледі.  Шеткі  1 - түйінн кірісіне пуассондық бума түседі кіріс бумасының қарқындылығы 1/μ болатын ақпарат және жүйедегі орташа қызмет көрсету  уақыты М/М/m стационарлық шартта  ( ρ=λ/μ m<1 болғанда) бұл да пуассондық болып табылады  сондай λ қарқындылықпен. Бірақ тізбекпен қосылған кезекте біз әр түйінді  басқасына тәуелсіз қарастыра алмаймыз.

Егер біз түйінде келесі екі бірінен соң бірін келетін  ақпаратты қарастыратын болсақ, n (n≥2) онда осы екі түсетін  ақпараттар арасындағы уақыт аралығы түсу уақытына тәуелді және басқа түйіндегі қызмет көрсетіледі.

                                               9 сурет

 

Бірінші түйіннің ерекше болуы (n=1) анық және ақпараттардың тікелей , басқа ешқандай түйінмен өтпей түсуімен байланысты. Екінші түйіннің (n= 2)  жұмыс  ерекшелігі ақпарат бумасының нақты көзі ретінде  қарастырыла алады. Ондағы пакеттердің қозғалуының  күрделілігі екі құбылысқа негізді:

а) Бумалардың тіркелуі, бірінші түйінене шығатын;

б) осы бумалардың фрагментациясы.

Бірінші  тіркелу құбылысы барлық бірінші емес n (n≠1)  түйінге қатысты  және бірінші k – сыншы пакет бумасы осы түйінде соңғы (k - 1)-інші пакет бумасын  қуып жетумен түсіндіріледі және екі пакет — k - сыншы мен (k - 1)-інші тиісті түрде тіркелінеді 4-суретте көрсетілгендей. Екінші фрагменттелуі құбылысы 5-суретте көрсетілгендей сондай айқын емес және  тек екінші түйінде ғана болады, бірақ  жеткілікті көрнекті. Бірінші түйінде j номерлі к бумасының пакетіне қызмет көрсетілісін делік және сол уақытта  осы бірінші түйінге келесі j + 1 номерлі пакет түссін ол пакеттің қызмет көрсетілу уақыты   j пакетінікінен артық болсын. Екінші  түйінде осы уақытта кезек болмасын да j пакетіне бірден қызмет көрсетілсін  онда j + 1 және j пакеттеріне бір мезгілде 1 және 2 түйіндерінде   қызмет көрсетіледі. Пакет j 2 түйінінен кеткенде , j+1 пакеті 1 түйінде қолданыста болады себкбі оның қызмет көрсетілу уақыты ұзағырық.