о НАДЁЖНОСТИ ПРИКЛАДНОГО УРОВНЯ с УЧЁТОМ возможности РЕКОНФИГУРАЦИИ СЕТИ MPLS

January 30, 2013 by admin Комментировать »

Аннотация – произведён расчёт надёжности прикладного уровня сети MPLS (Multiprotocol Label Switching) на основе аппарата полумарковских процессов, с учётом возможности реконфигурации и фазового укрупнения сети в целом.

I.                                       Введение

Puc. 2. Гоафы переходов сети из множество отка- зовых состояний в работоспособные – соответственно полный (а) и укрупнённые (б).

Pic. 2. Graph of network fault states transition into operable ones – respectively complete (a) and rowed (b)

Высокие требования к техническим характеристикам сетей MPLS, вкпючая быстродействие, надёжность и сохранение работоспособности при перегрузках, обусловили создание централизованных сетей MPLS с распределённой обработкой данных. Принимая во внимание требования территориального размещения, построения программного и аппаратного обеспечения, условий эксплуатации сетей MPLS, наиболее целесообразной организацией таких систем представляется система обеспечивающая два уровня QoS (Quality of Service) в сети MPLS [1]. Идея MPLS заключается в том, что вместо подлежащего анализу на каждой пересылке длинного заголовка 1Р-пакета анализируется намного более короткая и простая метка, а туннелирование в сети MPLS в дополнение к этому позволяет перенести эти 1Р-пакеты сквозь сеть в специально выделённом для них туннеле. По сути каждый узел или коммутатор LSR (Label Switching Router) сети MPLS функционирует как пара шин, которые подключены к буферам выходных портов. Одновременно, каждый коммутатор LSR устанавливает в очередь пакеты или ячейки, предназначенные конкретному выходному порту, а затем передаёт их в соответствии с назначенным FEC (Forwarding Equivalence Class) и используемым методом организации трафика LSP (Label Switching Path). Это буферизация снижает вероятность потерь. Основными показателями QoS на которые оказывают влияние маршрутизаторы LSR сети MPLS является задержка, вариация задержки и потери пакетов. Наилучшим маршрутом LSP сети MPLS считается путь с наименьшим суммарным значением времён задержки. В случае отказа любого маршрутизатора LSR основного трафика происходит реконфигурация сети с использованием следующих по значению быстродействия узлы LSR из состава сети MPLS, которые могут обеспечить быстрый перенос трафика.

II.                              Основная часть

в сети MPLS маршрутизаторы LSR могут отслеживать присоединение к ним каналы и сообщать о возникших проблемах, неисправностях, потерях пакетов и т.д. Каналы с наибольшим числом проблем рассматриваются как менее надёжные по сравнению с другими и поэтому маршруты по ним считаются менее желательными. Чем выше надёжность, тем лучше маршрут.

Расчёт надёжности прикладного уровня сети MPLS осуществляется с помощью аппарата полумарковских процессов согласно методике изложений в [2].

Рис. 1. Гоафы переходов коммутаторов прикладного уровня – соответственно полный (а) и при укрупнении всех отказных состояний (б).

Pic. 1. Application layer switches transitions graph – respectively complete (a) and with all fault states rowing (b)

Цуркану Д. Н. Технический университет Молдовы пр. Штефан чел Маре, 168, Кишинев, MD2004, Молдова Тел.: +37322 235-458, факс: +37322 235-236, e-mail: dinu.tsurcanu@uniflux-line.net

Puc. 3. Гоаф переходов укрупнённой сети коммутаторов прикладного уровня.

Pic. 3. Application layer switches transition graph

Ha рис.1, a состояние ij соответствует отказу / коммутаторов LSR и j условно-соседних. Через Ераб. Обозначим множество возможных работоспособных состояний сети MPLS. Состояния /о являются работоспособными и соответствуют ситуации, когда отказало / коммутаторов, а сеть продолжает работать в полном объёме. Следовательно, при таком обозначении число у указывает на уровень снижения эффективности, что является недопустимым, поэтому состояния с ]Ф0 будет считать отказовыми.

Для упрощения анализа и расчёта сети MPLS, проведём укрупнение сети сведением всех отказо- вых состояний в одно. При этом граф переходов системы будет иметь вид, представленный на рис.1, б, причём состояние М+1 представляет собой совокупность отказовых состояний.

Зная все параметры потоков отказов и восстановлений между состояниями и в соответствии с графом переходов (рис.1,              б),

составляем систему уравнений Колмогорова:

На первом этапе решения определим параметры hs, характеризующие вероятность перехода сети из множества отказовых состояний в работоспособное

S.  Для этого рассмотрим модель представленную на рис.2, а, и проведём её укрупнение (рис.2,б). Тогда параметр hs определится отношением вероятности восстановления сети за один шаг к суммарному времени её пребывания в состояниях j=s-1b установившемся режиме:

решение полученной системы уравнении определит стационарные вероятности пребывания сети в каждом состоянии Рг.

На заключительном этапе решения проведём укрупнение описанной сети коммутаторов прикладного уровня, реализующих функций сохранении работоспособности, представив её в виде некоторого единственного основного элемента с двумя возможными состояниями (рис.З). В этом случае параметры потоков отказов По основного элемента и его востановлениий πι выразятся следующим обоазом:

III. Conclusion

Taking into account that switches belong to the class of high- reliability devices, there is a possibility to use the idea of semi- Markov systems’ phase space enhancement, which can be used at various stages of MPLS network reliability calculation.

III.                                  Заключение

Любой из коммутаторов сети MPLS может находися в конечном числе различимых состояний и изменение его состояния происходит скачкообразно через случайные промежутки времени, распределённые произвольно. Принимая во внимание, что коммутаторы относятся к классу высоконадежных устройств, в такой ситуации представляется возможным воспользоваться идеей укрупнения фазового пространства полумарковских систем, которую можно применять на различных этапах расчёта надёжности сети MPLS.

IV.                         Список литературы

[1]  гольдштейн А. Б. Проблемы перехода к мультисервис- ным сетям. Вестник связи, 2002, 2, с. 28-32.

[2]  Королюк В. С., Турбин А. Ф. Полумарковские процессы и их приложения. – Киев: Наукова думка, 1976. – 181 с.

ON RELIABILITY OF APPLIED LEVEL WITH OPPORTUNITY OF MPLS NETWORK RECONFIGURATION

Tsurcanu D.N.

Technical University of Moldova 168, Stefan cel Mare Blvd., Kishinev, MD2004, Moldova Tel.: +37322 235-458, Fax: +37322 235-236 E-mail: dinu.tsurcanu@uniflux-line.net

Annotation – Reliability calculation of an applied level of MPLS network (Multiprotocol Label Switching) is carried out on the basis of the semi-Markov device processes, taking into account an opportunity of reconfiguration and phase integration of a network in general.

I.                                         Introduction

Taking into account the requirements of territorial distribution, hard and software creation and MPLS networks operating conditions, the most rational way of such systems’ organization is the system of two QoS (Quality of Service) levels’ provision in MPLS [1] network. Major QoS factors operated by LSR routers of MPLS networks are delay, delay variation and packet loss. In case of any LSR basic traffic router breakdown, LSR units from MPLS networks take place for the network reconfiguration with the use of consequent speed value.

II.                                        Main part

The calculation of MPLS network application layer reliability is carried out with the help of semi-Markov apparatus in accordance with the technique described in paragraph [2].

In the picture 1, a ly state complies with I breakdown of LSR switches and у conditionally adjacent. Through £pa6 let’s specify majority of possible operable MPLS network states. To facilitate analysis and MPLS network calculation let’s enhance the network by meshing all fault conditions, with the system transition graph looking like that in the picture 1, b.

At the first stage let’s determine hs parameters characterizing the probability of the network transition from majority of fault states into operable s. For this purpose let’s consider the pattern presented in the picture 2, a, and make its rowing (picture 2, b).

At the final stage let’s make a rowing of the described network of application layer switches, functioning to save operability, representing it in the form of certain single basic element with the two possible states (picture 3). In this case По basic element failure flow parameters and its rebuilds will look as follows:

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2006г. 

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты