Niedoskonałość IP szansą MPLS (cz.1)

Internet przechodzi ewolucję podyktowaną rozwojem świadczonych usług. Do tej pory znakomicie spełniał swoją rolę jako platforma transmisji danych. Jednak wprowadzenie nowych technik i powiązanych z nimi multimediów wymusiło wdrożenie metod zapewniania jakości usług, ze szczególnym uwzględnieniem usług czasu rzeczywistego.

Internet przechodzi ewolucję podyktowaną rozwojem świadczonych usług. Do tej pory znakomicie spełniał swoją rolę jako platforma transmisji danych. Jednak wprowadzenie nowych technik i powiązanych z nimi multimediów wymusiło wdrożenie metod zapewniania jakości usług, ze szczególnym uwzględnieniem usług czasu rzeczywistego.

Sieci tworzące Internet są w dużej mierze oparte na IP, dlatego nie jest on zdolny do świadczenia usług o gwarantowanej jakości. Z kolei w sieciach stricte telekomunikacyjnych od początku chodziło o spełnianie warunków czasu rzeczywistego na potrzeby transmisji głosu. Protokołem, który wg przewidywań zaoferuje możliwości obu sieci, jest MPLS.

Modyfikowanie IP

Protokół IP przewidywany do dalszego stosowania w wielousługowej sieci transmisji danych, by móc w pełni sprostać stawianym mu wymaganiom, musi być uzupełniony mechanizmami, które dotąd nie odgrywały tak istotnej roli. Są one związane z zapewnieniem, sterowaniem i zarządzaniem jakością oferowanych usług (QoS), ze szczególnym uwzględnieniem multimedialnych aplikacji czasu rzeczywistego.

W obecnej fazie ewolucji sieci teleinformatycznych w kierunku NGN (Next Generation Network) konieczne jest wprowadzenie pewnych modyfikacji i uzupełnień protokołu IP na potrzeby przyszłych zastosowań. W istocie nie jest to zadanie łatwe, biorąc pod uwagę rozmiary globalnej sieci i możliwość współpracy urządzeń pochodzących od różnych producentów. Problemy napotyka się również przy wdrażaniu już usprawnionych i znacznie bardziej efektywnych (niż te, którymi dysponuje IP) mechanizmów sterowania i zarządzania ruchem (Traffic Engineering).

Należy podkreślić, że IP nie ma mechanizmów zabezpieczania przed przeciążeniami. Wynika to z metody przenoszenia pakietów w sieci opartej na protokołach rutingu, np. OSPF (Open Shortest Path First) czy RIP (Routing Information Protocol). Nie obsługują one zarządzania ruchem, w wyniku czego wszystkie pakiety kierowane w tę samą stronę są transportowane tą samą trasą, bez uwzględnienia warunków w sieci. Zatem niemożliwe jest sterowanie ruchem tak, aby sieć była obciążona równomiernie i nie dochodziło do przeciążeń na "obleganych" kierunkach. Niekorzystnie wpływają również mechanizmy retransmisji pakietów (w przypadku wystąpienia błędów), co dyskwalifikuje właściwie TCP/IP do przenoszenia usług czasu rzeczywistego. Poza tym IP jest zoptymalizowany pod kątem doboru najkrótszej trasy w sieci, a nie mechanizmów sterowania przepływem danych. Dlatego istniejące rozwiązania dla sieci transportowych muszą zostać wzbogacone w mechanizmy wspomagające różnicowanie ruchu i zarządzanie nim. To umożliwia implementacja w środowisku IP protokołów IntServ (Integrated Services), DiffServ (Different Services) i MPLS (Multi Protocol Label Switching).

MPLS ma zmienić sytuację obecnych sieci i uelastycznić je w celu wprowadzania nowych usług. MPLS jako swoisty upgrade IP w założeniach powinien zapewnić m.in.

  • możliwość etykietowania przenoszonych pakietów, co zwiększy efektywność zarządzania ruchem w sieci;

  • przenoszenie pakietów o takiej samej przypisanej etykiecie, po takich samych, ustalonych wirtualnych ścieżkach - tunelach (na wzór ATM);

  • realizację funkcji rutingowych i przełączających w węzłach wspierających technikę MPLS;

  • usprawnienie procesu rutingu i przenoszenia pakietów przez sieć.
Zatem proponowany dla IP protokół MPLS integruje zalety obu technik transmisyjnych, czyli rutingu w IP i zarządzania jakością w ATM.

Organizacja przełączania MPLS

MPLS, opracowany przez grupę IETF (Internet Engineering Task Force), składa się z zespołu protokołów zaprojektowanych na potrzeby elastycznego i wydajnego definiowania, kierowania, przenoszenia i przełączania strumieni ruchu występujących w sieci. Do podstawowych funkcji realizowanych przez MPLS należą:

  • określenie mechanizmów zarządzania strumieniami ruchu o różnym natężeniu i między różnymi urządzeniami w sieci lub nawet między różnymi aplikacjami;

  • dostarczanie narzędzi do odwzorowywania adresów IP w proste, stałej długości etykiety, wykorzystywane przez różne techniki komutacji i przesyłania pakietów;

  • dostarczanie interfejsu rozszerzającego dla istniejących protokołów rutingowych: RSVP (Resource Reservation Protocol) i OSPF;

  • obsługę warstwy drugiej stosu protokołów: TCP/IP, ATM czy FR.


TOP 200