移动网络流量工程 Traffic Engineering
MPLS流量工程
流量工程(Traffic Engineering,TE)
❖ 什么是流量工程? ❖ 流量工程的目标 ❖ MPLS TE的实际应用 ❖ 建立MPLS流量工程所需条件 ❖ 路由器如何知道网络的状态和资源? ❖ 路由器如何利用网络的资源信息计算、
建立和维护路径? ❖ 路由器如何利用已经建立的TE隧道来转
发流量?
RSVP的消息类型
❖ Path:建立和维护预留(请求)
❖ Resv:响应Path消息以建立和维护保留时的发送
❖ PathTear:与Path消息对应,用于在网络中删除预留(请 求)
❖ ResvTear:与Resv消息对应,用于在网络中删除预留
❖ PathErr:Path消息的接收者检测到错误后向Path消息 的发送者发送该消息
路径的拆除:
路径拆除的过程很简单,沿着Path消息的路径发送Path Tear消息,沿着
Resv消息的路径发送Resv Tear消息。 错误通告:RSVP中使用Path Err
或者Resv Err消息进行错误通告,Path消息中检测到错误会响应一个Path Err消息,Resv消息中检测到错误会响应一个ResvErr消息。
3 50 47.1 1 40
3
1 47.3 3
2 IP 47.1.1.1
1 2
Intf Label Dest Intf
In In
Out
3
40 47.1 1
IP 47.1.1.147.1 3
2
47.2
MPLS的标签转发,通过事先分配好的标签,为报文建立 了一条标签转发通道(LSP),在通道经过的每一台设 备处,只需要进行快速的标签交换即可(一次查找)。
流量工程的目标
面向流量的性能目标 ❖ 解决丢包、时延等流量特性来提高流量
浅谈MPLS-TE技术及应用
浅谈MPLS-TE技术及应用MPLS(Multiprotocol Label Switching)技术是一种高效的网络传输技术,旨在提高网络带宽使用和数据传输速度。
MPLS技术可以用于路由选择和流量工程,它通过添加标签来在网络中识别流量,可以显著提高网络传输的效率和可靠性。
MPLS技术的进一步发展和演变,形成了MPLSTE(MPLS Traffic Engineering)技术。
MPLSTE技术是一种基于MPLS技术的流量工程技术,它可以优化网络性能、提高网络容量,并保证数据传输质量。
MPLSTE技术可以对网络中的数据流进行引导和分配,从而实现网络资源的有效利用。
MPLSTE技术通常通过单独的MPLS通道来路由数据流,从而使网络传输更加高效和可靠。
MPLSTE技术的应用范围非常广泛,涵盖了各种不同的网络环境。
MPLSTE技术可以用于数据中心网络、通信网络、互联网服务提供商网络和企业网络等。
它可以用于提高网络容量、减少网络延迟和提高网络的可靠性。
通过使用MPLSTE技术,网络管理员可以更加有效地利用网络资源,优化网络流量,降低网络成本。
MPLSTE技术的主要优点包括:1、更高效的网络带宽使用率:使用MPLSTE技术可以更好地控制网络流量,并充分利用网络带宽。
最终目标是最大化网络效率,实现更高的数据传输速度和减少网络延迟,使数据传输更加高效和快速。
2、更好的网络容量:使用MPLSTE技术,可以根据网络需求实现更好的网络容量规划。
MPLSTE技术可以通过在网络中传输大量数据包来提高容量,从而满足网络用户的日益增长的需求。
3、更好的网络可靠性:MPLSTE技术可以帮助网络管理员更好地管理网络流量,并在网络故障时自动切换到其他路由,从而保证网络可靠性。
当发生故障时,MPLSTE技术可以自动检测到失败的路由和网络节点,并自动选择其他可用路由和节点。
MPLSTE技术有很多重要的应用,包括:1、流量工程:MPLSTE技术可以用于流量工程,从而实现更有效的网络流量管理。
计算机通信与网络课后习题答案
第一章习题解答1.1 什么是计算机网络?答:我们可以把计算机网络定义为:把分布在不同地点且具有独立功能的多个计算机,通过通信设备和线路连接起来,在功能完善的网络软件运行下,以实现网络中资源共享为目标的系统。
1.2 试分析阐述计算机网络与分布式系统的异同点。
答:计算机网络是把分布在不同地点且具有独立功能的多个计算机,通过通信设备和线路连接起来,实现资源的共享;分布式系统是在分布式计算机操作系统或应用系统的支持下进行分布式数据处理和各计算机之间的并行工作,分布式系统在计算机网络基础上为用户提供了透明的集成应用环境。
所以,分布式系统和计算机网络之间的区别主要在软件系统。
1.3 计算机网络的拓扑结构种类有哪些?各自的特点是什么?答:网络的拓扑(Topology)结构是指网络中各节点的互连构形,也就是连接布线的方式。
网络拓扑结构主要有五种:星形、树形、总线形、环形和网络形,如图1.1 所示。
星形结构的特点是存在一个中心节点,其他计算机与中心节点互连,系统的连通性与中心节点的可靠性有很大的关系。
树形结构的特点是从根节点到叶子节点呈现层次性。
总线形结构的特点是存在一条主干线,所有的计算机连接到主干线上。
环形结构是将所有计算机连接到一个环形的线路,每两个计算机之间有两条线路相连。
网络型是一种不规则的连接,事实上,目前的因特网就是这种拓扑结构。
1.4从逻辑功能上看,计算机网络由哪些部分组成?各自的内涵是什么?答:根据定义我们可以把一个计算机网络概括为一个由通信子网和终端系统组成的通信系统终端系统:终端系统由计算机、终端控制器和计算机上所能提供共享的软件资源和数据源(如数据库和应用程序)构成。
计算机通过一条高速多路复用线或一条通信链路连接到通信子网的结点上。
终端用户通常是通过终端控制器访问网络。
终端控制器能对一组终端提供几种控制,因而减少了终端的功能和成本。
通信子网:通信子网是由用作信息交换的网络结点和通信线路组成的独立的数据通信系统,它承担全网的数据传输、转接、加工和变换等通信处理工作。
MPLS_概述
1.1? MPLS 概述MPLS ( Multiprotocol Label Switching )最初是用来提高路由器的转发速度而提出的一个协议,但由于其在流量工程( Traffic Engineering )和 VPN ( Virtual Private Network )这两项目前在 IP 网络中非常关键的技术中的表现, MPLS 已日益成为扩大 IP 网络规模的重要标准。
MPLS 协议的关键是引入了标签( Label )的概念。
它是一种短的易于处理的、不包含拓扑信息、只具有局部意义的信息内容。
在 MPLS 网络中, IP 包在进入第一个 MPLS 设备时, MPLS 边缘路由器就用这些标签封装起来, MPLS 边缘路由器分析 IP 包的内容并且为这些 IP 包选择合适的标签。
相对于传统的 IP 路由分析, MPLS 不仅分析 IP 包头中的目的地址信息,它还分析 IP 包头中的其他信息,如 TOS 等;之后所有 MPLS 网络中的节点都是依据这个简短标签来作为转发判决依据。
当该 IP 包最终离开 MPLS 网络时,标签被边缘路由器分离。
1.2? MPLS 原理如图 1-1 所示, MPLS 网络的基本构成单元是标签交换路由器 LSR ( Label Switching Router ),由 LSR 构成的网络叫做 MPLS 域。
位于 MPLS 域边缘和其它用户网络相连的 LSR 称为边缘 LSR ( LER , Labeled Edge Router ),位于区域内部的 LSR 则称为核心 LSR 。
标签分组沿着由一系列 LSR 构成的标签交换路径 LSP ( Label Switched Path )传送,其中入口 LSR 叫 Ingress ,出口 LSR 叫 Egress 。
图1-1 MPLS 基本原理1.2.1? 基本概念首先介绍几个 MPLS 中特有的基本概念。
1. 标签及其结构标签( label )是一个短的、长度固定的数值,由报文的头部所携带,不包含拓扑信息,只具有局部意义。
流量工程trafficengineering(TE)
[][]流量⼯程trafficengineering (TE )什么是流量⼯程 流量⼯程是指根据各种数据业务流量的特性选取传输路径的处理过程。
流量⼯程⽤于平衡中的不同交换机、以及之间的负载。
流量⼯程的内容 流量⼯程在复杂的中,不同的业务流⾛不同的路径,关键的业务⾛可靠的路径并保证服务质量,并且在某段的情况下,动态调整路由,整个⽹络如同⼀个“可控的城市交通系统”。
流量⼯程理念在上世纪90年代末提出,最初起源于。
其原理是在环境中,充分利⽤交换系统来为不同的业务流着⾊,通过LDP 来传递中间链路⽹络状态,不同颜⾊的业务流,根据不同的⽹络中间状态,动态地在⽹络中间传递,并且LSP 能够传递RSVP ⽹络控制信令,因此可以实现的QoS 或Diff-Service 服务。
流量⼯程⽤于平衡⽹络中的不同交换机、路由器以及链路之间的负载。
通过流量⼯程可以在保证⽹络运⾏⾼效、可靠的同时,对⽹络资源的利⽤率与流量特性加以优化,从⽽便于对⽹络实施有效的监测管理措施。
应该说,流量⼯程早就该进⼊主流应⽤阶段了。
但可惜的是,国内电信部门互联⽹采⽤流量⼯程的寥寥⽆⼏,和企业⽹中应⽤更是⼀⽚空⽩。
究其原因,实际⽹络环境达不到其要求的理想环境,实施复杂。
流量⼯程的应⽤ 将映射到现有物理拓扑上的任务被称作流量⼯程。
⽬前,流量⼯程作为⼀个课题在Internet ⼯作组和⼀些⼤型ISP 内部被热烈地讨论。
如果⼀个流量⼯程的“应⽤”能够实现⼀组正确的功能,它将使ISP 在其路由域内对业务流的分布实现精确的。
特别地,流量⼯程还可以在ISP 内实现将业务流从通过选择的最短路径,转移⾄另⼀条潜在的、具有更少阻塞的物理路径上去 流量⼯程是ISP 的⼀个强有⼒的⼯具,ISP 通过它可以在⽹络中不同的链路、和交换机之间平衡业务负荷,使所有这些成分即不会过度使⽤,也不会未充分使⽤。
这样,ISP 可以有效利⽤整个⽹络所提供的带宽资源。
流量⼯程应当被看成是路由结构中的⼀个辅助,它能够在沿⽹络中备选路径转发业务时提供辅助信息。
MPLS网络
MPLS网络MPLS(多协议标签交换)是一种在网络中提供网络层服务的技术。
它利用标签将数据流从其来处发送到其目的地,而无需在每个路由器上进行IP地址查找。
这种技术在现代网络中得到了广泛的应用,成为了网络架构中不可或缺的部分。
MPLS的发展MPLS最早是为了解决ATM(异步传输模式)网络的问题而产生的。
ATM网络中,数据被分割成小的固定大小的单元,称为ATM单元。
每一个ATM单元都有一个虚电路标识符(VCI)和一个虚路径标识符(VPI)。
这种技术可以优化网络中的带宽利用率,但是也增加了路由器的负担,并且在网络中引入了复杂性。
为了解决这些问题,MPLS的发展开始了。
MPLS将ATM中的标识符用标签(label)来代替,称为标签交换技术。
这种技术可以有效地降低路由器的负荷,并且加速数据的转发过程。
随着MPLS技术的不断发展,其应用范围已经扩展到了诸如IP VPN、VPLS、TE(Traffic Engineering)等多种应用场景。
MPLS的特点MPLS最重要的特点是标签交换。
MPLS网络通过标签来标记数据包,路由器只需根据标签转发数据包,不需要进行IP地址查找。
这种技术可以大大减少路由器的负荷,加速数据的转发过程。
此外,MPLS还具有以下特点:可靠性高:MPLS网络使用标签交换技术,而不是端到端隧道技术。
因此,MPLS比VPN更可靠,可以提供更好的服务质量(QoS)。
可扩展性好:MPLS网络是一个多层次的结构,可以轻松扩展到数千个站点。
QoS保证:MPLS可以为不同类型的流量配置不同的服务质量(QoS),这样可以确保网络的高效运行。
MPLS的工作原理MPLS网络是一个用标签来交换数据的网络。
一个标签是一个短的二进制字符串,用于识别数据包,它被添加到数据包头部。
在MPLS网络中,每个数据包都有一个标签。
标签不是直接加在数据包的IP头上,而是加在IP头和数据包负载之间。
这个过程称为标记。
发送数据包时,路由器根据数据包的目标地址确定下一跳路由器。
MPLS TE简介
MPLS traffic engineering2013年10月20日16:54概述:流量工程:操作网络中的流量走向的技术,穿越网络的流量将从最优化的路径进行转发。
传统的流量工程是通过ATM或者Frame relay技术实现,统称overlay模型早期的IP网络实现基础为fr或者arm,但是现在越来越多的网络开始建立在纯IP网络或者基于MPLS的IP网络。
IP网络需要一种新的流量工程技术,纯IP网络TE技术现在还无法实现,但是基于MPLS,可以为MPLS/IP提供TE方案每一个IP协议都为每条链路指定了一个“成本”,路径中每条链路cost累加用来就算最低成本路径,IP数据报文先通过成本最低的路径“尽可能快的转发”。
这是现代IP网络协议设计的基本原理。
OSPF和ISIS使用单一的metric度量成本。
EIGFRP使用一种复合度量技术,使用5个权重系数与链路度量值bw ,delay ,reliability,load综合考虑链路状态:RIP使用跳数作为度量单位IP网络转发报文时,每跳路由器基于自己的路由表决定如何转发该报文,转发决定并不依赖于转发路径的带宽、丢包等情况。
因此,即使该链路因为拥塞出现丢包,路由器仍然会继续向该路径转发报文。
同时另一条也能到达该目的地的路径即使空闲,但是由于cost较高,得不到利用。
对这种情况,TE能带来一种解决方案:操纵流量避开拥塞链路帮助减少丢包,抖动等情况,合理利用网络资源,为客户流量提供较好的服务质量。
MPLS TE引入了一种TE方案:在下层基础网络上构造一层LSP(标签转发路径),用以掩盖下层实际拓扑,并用于操作流量走向,路径的计算是由LSP(TE tunnel)的第一跳路由器完成。
需要记住的是TE tunnel是单向的,要完成双向通信,你需要每个方向各建立一条tunnel。
MPLS TE基本概念:首端路由器Head end router:MPLS TE tunnel 隧道起点成为TE首端路由器,相应的是尾端路由器的定义。
(建筑工程管理)CMPLS流量工程TE隧道的基本配置
(建筑工程管理)CMPLS 流量工程TE隧道的基本配置1流量工程简介TE:TrafficEngineering的缩写,即流量工程的意思。
流量工程的本质就是将业务流量映射到实际的物理路径上。
就MPLS而言,其中心思想就是根据网络的实际情况为数据流确定合适的lsp且在该lsp上快速转发数据流,通过优化网络资源的使用,避免负载不均衡而导致的网络拥塞。
说到MPLSTE,不得不提到流量工程的四个基础功能部件,即信息发布、通路选择、信令和数据转发,这四个部件形成了整个流量工程的工作流程,因此是重中之重的内容,这里将介绍每个部件的主要作用。
信息发布:MPLS流量工程使用扩展的IGP-TE来向外通告和获取网络拓扑状态信息,且形成链路状态数据库LSDB和流量工程数据库TEDB,其中LSDB用于传统的SPF计算,而TEDB用于建立TE隧道时进行选路的计算。
这里的信息发布组件就是IGP-TE,IGP-TE是在普通IGP的基础之上扩展了对第10类lsa的支持,即opaque-lsa,opaque-lsa能够表征最大链路带宽、最大预约链路带宽、当前预留带宽、当前使用带宽和链路颜色等属性,从而形成对应的TEDB。
通路选择组件:具体的通路选择组件当然是CSPF了,即基于约束的SPF算法。
在TEDB形成之后,入口LSR使用CSPF计算每条lsp的物理路径。
信令组件:这里的信令组件能够是RSVP-TE或者CR-LDP,目前业界壹般都使用RSVP-TE 作为MPLS流量工程的信令组件,其作用主要是根据通路选择组件计算出来的路径建立lsp,预留资源且分发标签等。
数据转发组件:既然是MPLS流量工程,数据转发组件当然是MPLS了,在信令组件成功的建立了lsp之后,采用MPLS对数据报文进行标签交换和转发处理。
这样,整个MPLS流量工程大致的工作机制也就展当下大家眼前了,由于不是本文的重点,不再做更详细的阐述,仅为大家对流量工程的理解做壹个铺垫。
《交通工程(Traffic Engineering)》目录(Contents)翻译
按:混迹于科学网有一段时间了(追随闫小勇老师来到这里),正式注册用户也已经好几天,但是实在算不得科学工作者,因此迟迟不敢发表什么文章。
下面的文字是我购得的一本专业参考文献的目录翻译,英文水平很有限,主要目的是为了给自己读这本书的做一个整体上的参考,发表在这里,权当占坑之用。
————————我是在科学网博客占坑用的分割线————————7月22日拿到“应用”部分,7月27日拿到“基础”部分,美版交通工程算是到手了。
只可惜满篇(有些人在后面加了些中文的内容)的英文,实在不能像看汉语那样扫一眼就能了解个大概。
于是,对照着目录写一个翻译,以对这本书有一个整体的了解。
我不是崇洋媚外的人,但是西方人对待学术,比中国人严肃的多。
注:还在时断时续的翻译,看到哪里,就翻到哪里。
书名:《TRAFFIC ENGINEERING》原书第3版作者:ROGER P.ROESSELENA S.PRASSASWILLIAM R.MCSHANE简介:交通工程是典型的新兴交叉学科,交通工程作为国家的“生命血液循环系统”涵盖了广泛的工程应用领域。
本书是美国英文原版教材,有Pearson Education公司2004年出版第3版。
原版教材共27章,除第1章交通工程概述外分为4部分:交通系统组成及其特性、交通研究及要点、高速公路和乡村公路系统的应用、城市道路系统应用。
前言(Preface)第1章交通工程介绍(Introduction to Traffic Engineering)第1部分交通系统构成和特性(Components of the Traffic System and Their Characteristics)第2章道路使用者和车辆的特性(Road User and Vehicle Characteristics)第3章道路和道路的几何特性(Roadways and Their Geometric Characteristics)第4章交通控制策略介绍(Introduction to Traffic Control Devices)4.1 统一交通控制手册(The Manual on Uniform Traffic Control Devices MUTCD)4.2 交通标线(Traffic Markings)4.2.1 颜色与模式(Colors and Patterns)4.2.2 纵向标线(Longitudinal Markings)4.2.3 横向标线(Transverse Markings)4.2.4 标记(Object Markers)4.2.5 反光导标(Delineators)4.3 交通标志(Traffic Signs)4.3.1 禁止标志(Regulatory Signs)4.3.2 警告标志(Warning Signs)4.3.3 指示标志(Guide Signs)4.4 交通信号(Traffic signals)4.5 特殊类型的控制(Special Types of Control)4.6 小结(Summary and Conclusion)A4 中国交通管理与控制第5章交通流特性(Traffic Stream Characteristics)第6章智能运输系统(Intelligent Transportation Systems)第2部分交通研究和要点(Traffic Studies and Programs)第7章统计学在交通工程中的应用(Statistical Application in Traffic Engineering)第8章交通量研究及其特性(Volume Studies and Characteristics)第9章速度、行驶时间和延误研究(Speed, Travel Time, and Delay Studies)第10章事故:研究、统计和要点(Accidents: Studies, Statistics, and Programs)第11章停车:研究、特性、设施和要点(Parking: Sudies, Characteristics, Facilities, and Programs)第3部分高速路和乡间公路系统应用(Applications to Freeway and Rural Highway Systems)第12章高速路和多车道公路通行能力和服务水平分析(Capacity andLevel-of-Service Analysis for Freeways and Multilane Highways)第13章高速路和多车道公路车流的的交织、汇流以及分流(Weaving, Merging, and Diverging Movements on Freeways and Multilane Highways)第14章双向2车道乡间公路(Two-Lane, Two-Way Rural Highways)第15章高速路和乡间公路的标志和标线(Signing and Marking for Freeways and Rural Highways)第4部分城市和郊区道路系统应用(Applications to Urban and Suburban Street Systems)第16章交叉口控制介绍(Introduction to Intercection Control)第17章交叉口信号的基本原则(Basic Principles of Intersection Signalization)第18章信号配时和设计的基本原理(Fundamentals of Signal Timming and Design)第19章交叉口设计和布局基础(Elements of Intersection Desing and Layout)19.1 交叉口设计的目的和注意事项(Intersection Design Objectives and Consideration)19.2 一个基本出发点:制定交叉口的标准(A Basic Starting Point: Sizing the Intersection)19.2.1 非信控交叉口(Unsignalized Intersections)19.2.2 信控交叉口(Signalized Intersections)19.3 交叉口渠划(Intersection Channelization)19.3.1 一般原则(General Principles)19.3.2 一些例子(Some Examples)19.4 特殊交叉口(Special Situations at Intersection)19.4.1 斜交交叉口(Intersections at Skewed Angles)19.4.2 T形交叉口:创造的机会?(该句翻译说不通,该如何翻译呢?)(T-Intersections: Opportunities for Creativity)19.4.3 错位交叉口(Offset Intersections)19.4.4 大流量左转车流的特殊处理(Special Treatments for Heavy Left-Turn Movements)19.5 信控交叉口的道路硬件(Steet Hardware for Singnalized Intersections)19.6 小结(Closing Comments)参考文献(References)问题(Problems)第20章感应式信号控制和检测(Actuated Signal Control and Detection)第21章信号交叉口分析(Analysis of Signalized Intersections)第22章信号交叉口分析应用(Applications of Signalized Intersection Analysis)第23章非信控交叉口分析(Analysis of Unsignalized Intersections)第24章干路和网络信号协调(Signal Coordination for Arterials and Networks)第25章干线性能分析(Analysis of Arterial Performance)第26章干线规划和设计(Arterial Planning and Design)第27章城市路网交通规划和运行(Traffic Planning and Operations for Urban Street Networks)。
mpls面试中会提到的问题
mpls面试中会提到的问题MPLS面试中常见的问题MPLS(Multiprotocol Label Switching)是一种基于标签的转发技术,广泛应用于现代网络中。
在MPLS面试中,面试官往往会针对这一技术提出一系列问题,以评估面试者的理解和掌握程度。
本文将介绍一些常见的MPLS面试问题,并提供相应的回答。
1. 什么是MPLS?请简要解释其工作原理。
MPLS是一种基于标签的转发技术,它将数据包添加一个标签,然后在网络中进行转发。
MPLS通过将数据包的转发决策从IP头移动到标签中,提高了数据包的转发效率和灵活性。
2. 请解释MPLS标签的作用和结构。
MPLS标签是一个固定长度的字段,通常为32位,包含了路由器对数据包进行转发所需的信息。
它由标签值、实验位、S位、TTL等字段组成。
标签值用于标识特定的转发路径,实验位用于不同服务质量的区分,S位用于指示是否是栈顶标签,TTL用于控制数据包的生存时间。
3. 请解释MPLS的前缀匹配和标签交换的过程。
在MPLS网络中,路由器根据数据包的目的IP地址进行前缀匹配,以确定转发路径。
然后,路由器将匹配到的前缀与相应的标签进行绑定,并将标签添加到数据包的标签栈中。
当数据包到达下一跳路由器时,路由器根据标签进行转发决策,并将标签交换为下一跳路由器对应的标签。
4. 请解释MPLS的VPN技术。
MPLS VPN是一种虚拟专用网络技术,它通过在MPLS网络中使用标签来实现不同VPN之间的隔离。
MPLS VPN将不同的VPN用户的数据包封装在不同的标签中,以确保数据的安全性和隔离性。
5. 请解释MPLS的TE(Traffic Engineering)技术。
MPLS TE是一种用于优化网络资源利用和流量工程的技术。
它通过在MPLS网络中预先设置路径和带宽限制,实现对流量的控制和管理。
MPLS TE可以通过选择最佳路径、避免拥塞、提供服务质量保证等手段,优化网络性能。
6. 请解释MPLS的QoS(Quality of Service)技术。
MPLS流量工程介绍之二:【实验】在 MPLS TE tunnel 上使用 RSVP 预留带宽
【实验】在MPLS TE tunnel 上使用RSVP 预留带宽•2016年11月29日•实验环境:操作系统:Windows 10(1607,14393.351,当时最新测试版),模拟器:GNS3 IOU for Windows 1.5.2(当时最新正式版)注:当然,只要有思科模拟器都可以做这个实验【实验】基于MPLS 的流量工程(Traffic Engineering base on MPLS / MPLS TE)实验需求:现在我们需要在上述实验拓扑中做基于MPLS 的流量工程,规划出一条如下图所示的MPLE TE tunnel,让IOU1 和IOU4 之间的流量从MPLS TE tunnel 走(IOU1 →IOU7 →IOU3 →IOU5 →IOU4)。
【实验】基于MPLS 的流量工程(Traffic Engineering base on MPLS / MPLS TE)然后在这条MPLE TE tunnel 上预留出 1 M 的带宽,这 1 M 的带宽专门供MPLE TE tunnel 使用。
其他相关文章:•本实验其实借用了《【实验】基于MPLS 的流量工程(Traffic Engineering base on MPLS / MPLS TE)》的实验环境和配置,您可以看一下这篇文章。
实验步骤:1、先配置IP 地址、IGP(ISIS)和MPLS:IOU1:conf tint l 0ip add 1.1.1.1 255.255.255.255int e 0/0ip add 12.1.1.1 255.255.255.0 no sh IOU2:conf tint l 0ip add 2.2.2.2 255.255.255.255int e 0/0ip add 12.1.1.2 255.255.255.0 no ship add 17.1.1.1 255.255.255.0 no shint r e 0/0-1 , l 0ip router isisrouter isisnet 49.1234.1111.1111.1111.00 is-type level-2adv passpass l 0log allip cefmpls ipmpls label pro ldpmpls ldp ro l 0 fompls label range 1000 1999 ip add 23.1.1.2 255.255.255.0 no shint e 0/2ip add 25.1.1.2 255.255.255.0 no shint e 0/3ip add 27.1.1.2 255.255.255.0 no shint r e 0/0-3 , l 0ip router isisrouter isisnet 49.1234.2222.2222.2222.00 is-type level-2adv passpass l 0log allip cefmpls ipmpls label pro ldpmpls ldp ro l 0 fompls label range 2000 2999IOU3:conf tint l 0ip add 3.3.3.3 255.255.255.255int e 0/0ip add 34.1.1.3 255.255.255.0 no sh IOU4:conf tint l 0ip add 4.4.4.4 255.255.255.255int e 0/0ip add 34.1.1.4 255.255.255.0 no ship add 23.1.1.3 255.255.255.0 no shint e 0/2ip add 37.1.1.3 255.255.255.0 no shint e 1/0ip add 35.1.1.3 255.255.255.0 no shint r e 0/0-2 , e 1/0 , l 0ip router isisrouter isisnet 49.1234.3333.3333.3333.00 is-type level-2adv passpass l 0log allip cefmpls ipmpls label pro ldpmpls ldp ro l 0 fompls label range 3000 3999 ip add 45.1.1.4 255.255.255.0 no shint r e 0/0-1ip router isisrouter isisnet 49.1234.4444.4444.4444.00 is-type level-2adv passlog allip cefmpls ipmpls label pro ldpmpls ldp ro l 0 fompls label range 4000 4999注意!IOU4 上并没有用 ISIS 将loopback 0 口通告出去!IOU5:conf tint l 0ip add 5.5.5.5 255.255.255.255int e 0/1ip add 45.1.1.5 255.255.255.0 no sh IOU6:conf tint l 0ip add 6.6.6.6 255.255.255.255int e 0/0ip add 67.1.1.6 255.255.255.0 no ship add 25.1.1.5 255.255.255.0 no shint e 0/3ip add 56.1.1.5 255.255.255.0 no shint e 1/0ip add 35.1.1.5 255.255.255.0 no shint r e 0/1-3 , e 1/0 , l 0ip router isisrouter isisnet 49.1234.5555.5555.5555.00 is-type level-2adv passpass l 0log allip cefmpls ipmpls label pro ldpmpls ldp ro l 0 fompls label range 5000 5999 ip add 56.1.1.6 255.255.255.0 no shint r e 0/0 , e 0/3 , l 0ip router isisrouter isisnet 49.1234.6666.6666.6666.00 is-type level-2adv passpass l 0log allip cefmpls ipmpls label pro ldpmpls ldp ro l 0 fompls label range 6000 6999IOU7:conf tint l 0ip add 7.7.7.7 255.255.255.255int e 0/1ip add 17.1.1.7 255.255.255.0 no shint e 0/0ip add 67.1.1.7 255.255.255.0no shint e 0/2ip add 37.1.1.7 255.255.255.0no shint e 0/3ip add 27.1.1.7 255.255.255.0no shint r e 0/0-3 , l 0ip router isisrouter isisnet 49.1234.7777.7777.7777.00is-type level-2adv passpass l 0log allip cefmpls ipmpls label pro ldpmpls ldp ro l 0 fompls label range 7000 79992、在全局和接口下使能MPLS Traffic Engineering,同时在 ISIS 里也是要配置MPLS Traffic Engineering 的相关命令的:IOU1:! MPLS TE 全局使能mpls traffic-eng tunnels IOU2:mpls traffic-eng tunnelsint r e 0/0-3mpls traffic-eng tunnelsrouter isismetric-style wide! MPLS TE 接口使能int r e 0/0-1mpls traffic-eng tunnels! 配置 ISIS,让 ISIS 支持 MPLS TErouter isismetric-style widempls traffic-eng router-id l 0 mpls traffic-eng level-2 mpls traffic-eng router-id l 0 mpls traffic-eng level-2IOU3:mpls traffic-eng tunnelsint r e 0/0-2 , e 1/0mpls traffic-eng tunnelsrouter isismetric-style widempls traffic-eng router-id l 0 mpls traffic-eng level-2 IOU4:mpls traffic-eng tunnelsint r e 0/0-1mpls traffic-eng tunnelsrouter isismetric-style widempls traffic-eng router-id l 0 mpls traffic-eng level-2IOU5:mpls traffic-eng tunnelsint r e 0/1-3 , e 1/0mpls traffic-eng tunnelsrouter isismetric-style widempls traffic-eng router-id l 0 mpls traffic-eng level-2 IOU6:mpls traffic-eng tunnelsint r e 0/0 , e 0/3mpls traffic-eng tunnelsrouter isismetric-style widempls traffic-eng router-id l 0 mpls traffic-eng level-2IOU7:mpls traffic-eng tunnelsint r e 0/0-3mpls traffic-eng tunnelsrouter isismetric-style widempls traffic-eng router-id l 0mpls traffic-eng level-23、在IOU1 和IOU4 之间建立那条MPLS TE tunnel:【实验】基于MPLS 的流量工程(Traffic Engineering base on MPLS / MPLS TE)由上图可知,这个MPLS TE tunnel 的路径是这样的:IOU1 →IOU7 →IOU3 →IOU5 →IOU4。
软件定义网络中的流量工程与负载均衡
软件定义网络中的流量工程与负载均衡软件定义网络(Software-Defined Networking, SDN)是一种新兴的网络架构,它将网络控制平面与数据平面进行了分离,并通过集中式控制器对整个网络进行管理和编程。
软件定义网络中的流量工程与负载均衡是其中的重要组成部分,它们通过动态调整流量分配和路径选择,实现了网络的高效利用和性能优化。
一、流量工程的概念与意义流量工程(Traffic Engineering)是指通过优化网络中的流量分配和路径选择,以达到提升网络性能、减少拥塞和延迟的目的。
在传统的网络中,网络流量通常是通过静态路由协议进行转发,无法动态适应网络的变化。
而在软件定义网络中,流量工程可以通过集中式控制器实时监测网络的状态并进行调整,从而实现网络资源的最优利用。
流量工程的意义在于提高网络的可扩展性和灵活性。
通过合理的流量工程策略,可以减少网络拥塞,并根据网络负载情况自动调整流量分配,以确保网络的高效运行和服务的质量。
二、流量工程的实现方式流量工程的实现方式主要包括路径选择、流量分配和负载均衡。
1. 路径选择在传统网络中,路径选择通常依赖于静态路由协议,如OSPF 或BGP。
而在软件定义网络中,路径选择可以通过集中式控制器动态决策。
控制器可以根据网络拓扑和链路状况,计算出最优的路径,并将该路径信息下发至数据平面,实现流量的动态调整。
2. 流量分配流量分配是指根据网络的负载情况,将流量分散到不同的路径上,避免某些路径的拥塞。
软件定义网络中的流量分配也可以通过集中式控制器实时监测网络负载,并根据设定的策略进行流量调整。
例如,当某个路径负载过高时,控制器可以将部分流量调整到其他空闲的路径上,以实现负载均衡。
3. 负载均衡负载均衡是实现流量工程的重要手段之一,它可以根据网络的负载情况将流量分散到多个服务器或链路上,以实现资源的平衡利用和提高系统性能。
在软件定义网络中,负载均衡可以通过集中式控制器的指导实现,例如通过SDN交换机的流表规则设置,将流量按照一定的算法分配到不同的服务器上。
sr-te计算路径
sr-te计算路径SR-TE(Segment Routing Traffic Engineering)是一种用于流量工程的分段路由协议。
它使用“策略”来引导流量通过网络,并使用段ID(Segment ID)列表来表示路径。
SR-TE策略路径表示为指定路径的段列表,每个网段都是从源到目的地的端到端路径,并指示网络中的路由器遵循指定的路径,而不是遵循IGP(内部网关协议)计算的最短路径。
SR-TE计算路径的方法基于SR-MPLS(Segment Routing Multiprotocol Label Switching)数据平面,通过IPv4控制平面和IPv6控制平面来实现。
它还可以使用SRv6数据平面,该平面是基于IPv6协议的下一代SR协议。
SR-TE计算路径的过程包括以下步骤:确定源和目的地之间的路径,可以使用现有的路由协议(如OSPF、IS-IS等)来获取路径信息。
计算路径的约束条件,如带宽、延迟、丢包率等指标。
这些约束条件可以根据网络管理员的配置或应用程序的需求来确定。
根据约束条件,选择满足条件的路径。
如果存在多条满足条件的路径,可以使用负载均衡技术来分散流量,提高网络的利用率。
确定路径的段列表,将路径划分为一系列的网段。
每个网段都有一个唯一的段ID,用于标识该网段。
将段ID列表与策略相关联,以便在网络中引导流量遵循该路径。
SR-TE计算路径的优点包括灵活性、可扩展性和易用性。
它可以跨域实施流量调度,支持ECMP(等价多路径)和负载均衡,并具有高效的路径计算和快速的收敛能力。
通过使用SR-TE,网络管理员可以更好地控制流量路径,优化网络性能,提高网络可靠性和可用性。
ew1流量工程PPT课件
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3.3 调整路径成本
对于主机W到主机X的流量 使更短路径WHFGEX(开销12) 优先于
WHFABCDEX(开销9) ->调整a的开销到6 对于主机U到主机X的流量
路径UAFGY(开销15)优先于UABCDEGY(开销 8)路径->如何调整开销?
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3.3 调整路径成本
利用链路开销来管理数据流应考虑的方面: 需要仔细的规划 对网络的影响也必须被严格的监控 实际使用之前应该使用网络规划工具进行模拟 错误配置带来的后果可能带来更严重的拥塞
遂道-可以绕过拥塞区
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3.4 路由IP流
遂道可能选择一条非最短路径承载一个流集合
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3.5 基于服务的路由选择
ECMP路由的选择可以是基于某些属性。如数据包的 DiffServ类型 源路由和隧道可能通过数据流检测以选择哪一个路由 被选择-如何选择?
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3.5 基于服务的路由选择
重要的是选择路由的能力 路由要满足网络数据特征的需求
语音的IP流需要一个速率相对稳定的、可靠的链路 文件服务器不需要上面特性,但是却需要高带宽 在网络中,不同链路有不同的特征 最短路径并不符合特定数据流传输的需求 流中的数据包可以使用DiffServ标记以标明它们的 需求
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3.5 基于服务的路由选择
网络中的路由器可以按照服务需求选择路由(如:链 路能力 )
链路转移到一个单独的未充分使用的链路 从数据源或TE隧道头->问题不会太严重->有限
的能力(只适合小型网络)
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3.6 选择离线或动态的流量控制
离线流量控制->是更可控的方法
流量工程技术介绍
连接4 Metric=4
连接2 Metric=1
路由器 D 连接3 Met置的流量工程
在早期基于路由器的核心网中,流量工程技术是 通过简单地使用路由量度值(Metric)来实现的。 因为那时无论从路由器数量、链接数及业务流量 来讲,Internet骨干网都是非常小的,所以,基 于度量的控制在那时是足以胜任的。 同时,在万维网普遍流行之前,Internet拓扑层 次也强制业务通过网络中较为确定的路径,不会 产生临时的热点。
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基于量度设置的流量工程的局限性
不具有可扩展性
– 当IP网络变得具有更多的链接时,这种情况下很难保证对网络某 个部分量度的调整而不致在网络的其它部分引起问题。
不具有动态性
– IGP并不发布类似于带宽可用性和业务特征等信息。这就意味着 ,当IGP计算其转发表时并不考虑网络上的业务负载。
无法负载平衡
– 目的地址相同的数据包在被转发时,选择的下一跳也相同。所以, 在路由表中,到达某目的地的路径只有一条(除非有多条成本相同 的路径存在)。这样,网络中可用的其他链路就无法被利用起来, 流量分布很难预测,实现均衡更不可能。
局部优化。
– 每个节点都独自选择路径,相互之间缺乏协调合作,故整个网络的 路径选择无法得到优化。如在图1中,很多节点都独立地选择 C→D→F,结果导致最短路径成了最拥挤的路径,较长的路径反而 可能是更好的选择。为了优化网络总体资源利用率,路由决策应该 从全局观点出发,把整个网络视为一个对象考虑。
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流量工程方法
传统集成方法(Integrated)
–策略路由 –量度流量工程 –ECMP
传统覆盖型网络(Overlay)
– IP/ATM方法
MPLS的流量工程
流量工程技术要点
流量工程技术(转载)将业务流映射到网络的物理拓扑上的任务被称作流量工程.现有的大部分IGP协议(内部网关路由协议)在建立转发表时,并未将带宽的可用性和业务特点等因素考虑进去,在一些情况下会使网络出现阻塞,这时就需要流量工程来解决问题。
流量工程是一个强有力的工具,通过它可以平衡网络中不同的链路、路由器和交换机之间业务负荷,使所有这些设备既不会过度使用,也不会未被充分使用。
这样就可以有效利用整个网络的资源,流量工程将成为路由结构中一个重要的辅助部分。
一.早期IP核心网络的流量工程问题90年代初期,IP网络大都是通过使用单条带宽小于E1(2048kb/s)的链路将路由器互连而组成的.当Internet开始爆发性增长后,单条网络链接的带宽已经难以满足业务发展的需要,为了能够提供更高的带宽,网络需要更多的链接。
当存在多条并行或备选路径时,就存在如何有效地使用集成的网络带宽的问题,这就是流量工程问题。
1.基于量度的流量工程在早期基于路由器的核心网中,流量工程技术是通过简单地使用路由量度值(Metric)来实现的.即给每条链路规定一个量度值,两点之间的路由是按照一定的策略计算量度值后来确定的。
因为那时无论从路由器数量、链路数还是业务流量来讲,Internet骨干网都是非常“小”的,所以基于量度的控制是足以胜任的。
同时,在WWW普遍流行之前,Internet的拓扑层次也强制业务流通过网络中较为确定的路径,不会产生临时的“热点”。
近年来,随着IP网络规模越来越大,基于量度的流量控制越来越显出它的局限性。
2.早期流量工程的局限性早期的核心网在为流量工程提供可扩展性的支持上存在着许多局限,主要表现在以下几方面:由于早期路由器的汇集带宽和包处理能力有一定的局限性,因此在高负荷的情况下可能成为潜在的瓶颈.基于量度处理的流量工程不具有可扩展性。
当IP网络变得具有更多的链接时,这种机制很难保证对网络某个部分量度的调整不致在网络的其他部分引起问题。
MPLS流量工程
流量工程(Traffic Engineering,TE)
❖ 什么是流量工程? ❖ 流量工程的目标 ❖ MPLS TE的实际应用 ❖ 建立MPLS流量工程所需条件 ❖ 路由器如何知道网络的状态和资源? ❖ 路由器如何利用网络的资源信息计算、
建立和维护路径? ❖ 路由器如何利用已经建立的TE隧道来转
发流量?
MPLS TE隧道的流量转发
有三种方法沿隧道接口转发流量:
静态路由;策略路由;自动路由
使用静态路由沿隧道转发流量 :
把Tunnel看成一个接口
ip route destination-prefix mask Tunnel-interface 使用递归静态路由,也就是指向下一跳(经由Tunnel可 达),而不是指向出接口
路径的拆除:
路径拆除的过程很简单,沿着Path消息的路径发送Path Tear消息,沿着
Resv消息的路径发送Resv Tear消息。 错误通告:RSVP中使用Path Err
或者Resv Err消息进行错误通告,Path消息中检测到错误会响应一个Path Err消息,Resv消息中检测到错误会响应一个ResvErr消息。
(RID) ❖ 基本的TE隧道配置
基本的TE隧道配置
❖ Interface tunnel0 ❖ Ip unnumbered loopback0 ❖ Tunnel mode mpls traffic-eng ❖ Tunnel destination ipv4 (destination ip) ❖ Tunnel mpls traffic-eng path-opition 10
LSR F
THE END
THANK YOU !
ip route destination-prefix mask next-hop
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input1: 1E@95% -> 3Circuits x20
Probability of Blocking
output2: 20E@95% -> 25Circuits
Tr a
ffic
• the lost traffic Alost = A ⇥ p • the output traffic Aout = A
Alost = A ⇥ (1
p)
• For instance1
Req. traffic A 0.9 E 0.9 E 0.9 E 0.9 E 0.9 E
1 By using the online Erlang B calculator at
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Quality / Grade of Service
In telecommunication engineering, the quality of a carrier service is specified by two measures: the grade of service (GoS) and the quality of service (QoS), as per ITU-T Recommendation E.600/E.800.
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Circuit- vs. Packet-switched Eng.
• Packet-switched network. • available flow is limited by total, aggregated bandwidth
• Relevant question: how to avoid congestion ?
(and, therefore, processed later)
• The Erlang C Formula gives the probability that a resource reservation will
be delayed (but no blocked):
Probability of call delayed
/calculator/erlb/
Ressources m 1 2 3 4 5
drop prob. p 0.47 0.17 0.05 0.01 0.002
Alost 0.43 0.16 0.05 0.01 0.00
Aout 0.47 0.74 0.85 0.89 0.90
• Trunking efficiency, also called channel utilisation efficiency, is defined as:
E ciency =
A ⇥ 100 [%] m
• in practice, because Erlang’s hypotheses are not met in reality, efficiency is
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Extension : the Erlang C Formula
• In most cases, an access to a resources will not fail completely
• instead the reservation will be delayed • the caller is supposed to wait in an infinite queue for a limited amount of time
(Prim, Kruskall, Dijkstra)
• TelCo’s are vitally interested in traffic intensity
• dictates the amount of equipment they must supply • provides insight on achievable GoS (grade of service) • is a base to contracts and other legal/billable aspects
• Circuit-switched network. • circuit establishment is limited by total allocable circuits
• Relevant question: how to avoid call dropping ?
reserved dedicated resource z.B. voice communciation
•
is the average number of call attempts per unit time (units: [s
1
])
• H is the holding time, i.e., the average call duration (units [s]). • µ = 1/H can be interpreted as the the call release rate.
• Each application has a different QoS requirement (level of service) • Traffic classification of CoS may also depend on user agreement, operator
strategy, etc.
Class of Service
• Different telecommunications applications require different Qualities of
Service
• Voice over IP, full quality voice, GSM quality voice, etc. • IPTV, video on demand, etc. • Internet (best effort)
• The cellular system is designed for a GOS of 2%, i.e., 2 out of 100 calls will
be blocked due to channel occupancy during the busiest hour.
• Most systems (telephone, VoD) are designed for 0.5%
• Units are Erlang [E] which is adimensional
Basic algebra can be carried out with Erlang as u is releasing rate: thus if u is larger than \lamda -> could be problem
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Trunking efficiency
• The Poisson distributed arrivals (and departure) has the effect of achieving
better efficiency as the number of channels is increased.
The performance which a single circuit is designed or conditioned to provide, in terms of bandwidth, delay, or jitter.
Distinguish between GoS and QoS
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Traffic Intensity
1 A, T
Z
T 0
n ( t ) dt
• n(t ) is the instantaneous sessions at time t • A = H accounts for average occupancy during a specified period of time
limited by designers to 0.8 < Eff < 0.9.
when the Quantity of the network is large: z.B Q>100~200 then the efficiency plays the main role z.B. 500 communication -> 500/0.9 = lines
Grade of service
Probability of a call in a circuit group being blocked or delayed for more than a specified interval, expressed as a decimal fraction.
Quality of service
• Exploit the statistical behavior of users. • Each user is allocated a channel on a per call basis, and upon termination
of the call, the previously occupied channel is immediately returned to the pool of available channels.
1% GoS.
- nonlinear - strongly depending on available resource - normally, known A and GoS(target)(the prob) -> find m
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The Erlang B Formula
the upper bound of A: <- number of circuits
there is always over-head of the users z.B. 10 users -> >10 lines(res)