流量工程技术(1)

流量工程与网络工程
z Network Engineering（网络规划）
– 构造静态拓扑的物理网络，保持一定时期稳定。 – 为长期的流量增长进行规划。为流量提供资源。 – Establishing capacity where the traffic needs it.
z Traffic Engineering
z 在极端的情况下，最短路径算法还可能导致路由振荡。
– 假如某节点在某时刻根据路由协议选择C→D→F作为从C到F的最短 路径，当所有业务流都经过时，该路径就变得异常拥塞，而另一条 C→E→F则很空闲。下一次路由更新时，假如路由协议把C→E→F选 为最短路径，则此改变就会将原来C→D→F的流量转移到C→E→F上 。结果呢，情况倒置，C→E→F拥塞，而C→D→F却变得空闲。每次 路由更新都会引起路径选择的翻转。
流量工程技术(1)
2020/11/25
流量工程技术(1)
内容
z 概述
z 传统集成方法
–策略路由 –量度流量工程 –ECMP
z 传统覆盖型网络
– IP/ATM方法
z MPLS流量工程系统
z 光网络流量工程
流量工程技术(1)
z 概念 z 目标 z 方法 z 系统
1.概述
流量工程技术(1)
传统路由的鱼型问题
Router-map map1 permit 10 Match ip address 1
Set default interface serrial 0 Router-map map1 permit 20
Match ip address 2 Set default interface serrial 1
z Traffic Directing：选择信息服务器
– 根据客户的位置 – 服务器利用率 – 网络性能
z 属于应用层功能
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流量工程与QoS路由
z 流量工程
– 满足一定约束，包括QoS等：客户/ISP – 网络利用最优化: ISP
z QoS路由
– 给定flow的QoS要求: 客户
流量工程技术(1)
Traffic engineering key to optimizing cost/performance
流量工程技术(1)
流量工程方法
z 传统集成方法(Integrated)
–策略路由 –量度流量工程 –ECMP
z 传统覆盖型网络(Overlay)
– IP/ATM方法
z MPLS的流量工程
流量工程技术(1)
– 是为了优化利用网络资源，是基于固定网络拓扑的优 化。适应短期的流量波动。把流量放在有资源的对方 。Putting traffic where the capacity is。 TE是下一次NE之 前的有效补充措施，业务分布的优化。
z TE 与网络规划的充足容量
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流量工程与流量定向
网络资源 。
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流量工程的控制行为
z 控制模式
– pro-active：采取预防措施，避免不良网络状态出现 ，或促成良好网络状态出现。
– reactive：正确响应和适应发生的网络事件。
z 控制时间尺度
– 容量规划 – 路由控制 – 转发
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2.集成方法
z 策略路由 z 量度流量工程 z ECMP
流量工程的最优化目标
z 容量管理（capacity management ）
– 容量规划 – 路由控制 – 网络资源管理： link bandwidth, buffer space, computational
resources.
z 流量管理（traffic management ）
– 节点流量控制功能： 流量调节，队列管理，调度 。 – 控制数据流经网络的路径，使不同报文或不同流访问不同的
流量工程技术(1)
2.1策略路由
C 192.1.1.11
192.1.1.12
A
e0 192.1.1.16
s0 150.1.1.1 s1 151.1.1.1
s0 150.1.1.2 s1 151.1.1.2
B 152.1.1.1
Access-list 1 permit 192.1.1.11 Access-list 2 permit 192.1.1.12
z 从这个例子我们可以发现，路由协议实际上很“傻”。
流量工程技术(1)
传统路由的弊端
z 基于目的地选路。
– 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。
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路由器 A
2.2基于量度的流量工程
z 图1所示的网络拓扑形状如一条鱼，节点G代表鱼头，A和B代表鱼尾，数 据流从A和B流向G。
z 从鱼尾到鱼头有C→D→F和C→E→F两条路径。如果C→D→F比C→E→F短 ，则路由协议将选择C→D→F作为最短路由，A和B的业务流都将沿着 C→D→F走，结果造成C→D→F负载沉重而C→E→F却被闲置的情形。
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流量工程方法
z 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。
z 流量工程是一个强有力的工具，通过它可以在网络中 不同的链路、路由器和交换机之间平衡业务负荷，使 所有这些成分既不会过度使用，也不会未充分使用。 这样，就可以有效利用整个网络所提供的带宽资源。
z 流量工程应当被看成是路源自文库结构中的一个辅助部分 。 是对路由功能的控制与优化，使流量以最有效的方式 通过网络。
z
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流量工程
B
Demand
A
C D
Traffic engineering 是将流量向网络拓扑映射的过程
Network Topology
•充分路由网络资源 •利于实现QoS •网络流量分摊到多个链路，减少单点故障 •满足策略需求
z 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。