Маршрутизация в мультисерверных сетях
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
Введение
Маршрутизация на сегодняшний день определяется не формальными правилами и описаниями, характерными для сетей предыдущих поколений, а требованиями клиента и экономическими соображениями оператора связи. Чтобы оптимизировать работу сетей, разрабатываются различные методы маршрутизации, обеспечивающие сбалансированную нагрузку всех сетевых ресурсов. Среди зарубежных ученых, изучающих данную проблему, стоит особо выделить D. Awduche, J. Malcolm, J. Agogbua, M. ODell, J. McManus, S. Hiroyuki, M. Yasuhiro, Y. Makiko и др.
Чтобы успешно передать по сети потоки информации самого различного рода необходимо, чтобы алгоритм маршрутизации учитывал требования, предъявляемые данными потоками к уровню качества обслуживания (Quality of Service, QoS). Для этого весь трафик подразделяют на классы сервиса. И тогда маршрутизация по всей сети будет осуществляться в соответствии с классом сервиса каждого отдельного потока. В России вопросами маршрутизации и смежными с ними проблемами занимаются Б.С. Гольдштейн, В.М. Вишневский, Ю.А. Семенов, В.Н. Тарасов, А.В. Росляков и др.
Для получения оптимального решения необходимо одновременное рассмотрение всех потоков на полном множестве маршрутов. Однако в мультисервисных сетях с большим количеством узлов размер задачи маршрутизации при этом может оказаться весьма существенным, что не позволит решить ее за приемлемое время. Поэтому задача разработки новых методов адаптивной маршрутизации является актуальной.
Маршрутизация - это один из важнейших механизмов передачи пакетов по компьютерным сетям. Маршрутизация решает две задачи: борьба с перегрузками узлов сети и поиск кратчайших путей для передачи пакетов. Основные факторы, влияющие на выбор маршрутизатором пути - это неисправности (когда узел или канал связи выходят из строя) и перегрузки (когда какой-либо участок сети оказывается перегруженным и желательно перенаправление пакетов в обход).
Существуют два больших класса алгоритмов маршрутизации: статические и динамические. Статические алгоритмы принимают решение только на основе данных, которые не меняются с течением времени. Динамические алгоритмы постоянно обновляют свои локальные структуры для оптимизации выбора маршрутов. Наиболее оптимальное решение о выборе маршрута могут найти только динамические (адаптивные) алгоритмы маршрутизации.
Чтобы адаптивная маршрутизация была возможна, узлы должны обмениваться информацией о состоянии сети. Чем больше объем информации, которой обмениваются узлы, и чем чаще происходит обмен информацией, тем выше качество принимаемых узлами решений о выборе маршрутов. Однако, сама эта информация оказывает определенную нагрузку на сеть, вызывая снижение производительности. Это противоречие есть главная проблема адаптивной маршрутизации (или маршрутизации, вообще).
1. Мультисервисные сети
В настоящее время построение мультисервисных сетей с интеграцией различных услуг является одним из наиболее перспективных направлений развития сетей. Основная задача мультисервисных сетей заключается в обеспечении сосуществования и взаимодействия разнородных коммуникационных подсистем в единой транспортной среде, когда для передачи обычного трафика (данных) и трафика реального времени (голоса и видео) используется единая инфраструктура.
Мультисервисная сеть - это единая сеть, способная передавать голос, видеоизображения и данные. Основным стимулом появления и развития мультисервисных сетей является стремление уменьшить стоимость владения, поддержать сложные, насыщенные мультимедиа прикладные программы и расширить функциональные возможности сетевого оборудования.
Предпосылки к появлению NGN.
Изначально, для передачи различных типов информации, строились отдельные (ведомственные) сети связи: Телефонная сеть, телеграфная сеть, сети передачи данных и пр. Во второй половине XX века появилась идея объединить все ведомственные сети связи в одну. Таким образом была создана концепция сетей ISDN. Объединяющей сетью ISDN-сети является Телефонная Сеть Общего Пользования.
Но в конце XX века из-за различных причин (дороговизна ISDN-оборудования, бурное развитие IP-сетей, появление новых приложений и услуг) идея формирования глобальной сети ISDN потерпела неудачу. На смену концепции сетей ISDN, пришла концепция Сетей Следующего Поколения, NGN. В отличие от сети ISDN, сеть NGN опирается на сеть передачи данных на базе IP-протокола.
Согласно простейшему определению, сеть NGN - это открытая,
стандартная пакетная инфраструктура, которая способна эффективно поддерживать всю гамму существующих приложений и услуг, обеспечивая необходимую масштабируемость и гибкость, позволяя реагировать на новые требования по функциональности и пропускной способности.
Основное отличие сетей следующего поколения от традиционных сетей в том, что вся информация, циркулирующая в сети, разбита на две составляющие. Это сигнальная информация, обеспечивающая коммутацию абонентов и предоставление услуг, и непосредственно пользовательские данные, содержащие полезную нагрузку, предназначенную абоненту (голос, видео, данные). Пути прохождения сигнальных сообщений и пользовательской нагрузки могут не совпадать.
Сети NGN базируются на интернет технологиях включающих в себя IP протокол и технологию MPLS. На сегодняшний день разработано несколько подходов к построению сетей IP-телефонии, предложенных организациями ITU-T и IETF: H.323, SIP и MGCP
Первый в истории подход к построению сети IP-телефонии