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Ingegneria del Traffico L’IT prima di MPLS L’IT con MPLS Costruzione del database IT

Ingegneria del Traffico L’IT prima di MPLS L’IT con MPLS Costruzione del database IT. Qualita’ del servizio + Massimizzazione dei ricavi. Costi per le risorse di rete. Ingegneria del Traffico (IT). Tecniche per un corretto controllo e distribuzione del traffico in rete

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Ingegneria del Traffico L’IT prima di MPLS L’IT con MPLS Costruzione del database IT

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Presentation Transcript

  1. Ingegneria del Traffico • L’IT prima di MPLS • L’IT con MPLS • Costruzione del database IT

  2. Qualita’ del servizio + Massimizzazione dei ricavi Costi per le risorse di rete Ingegneria del Traffico (IT) • Tecniche per un corretto controllo e distribuzione del traffico in rete • Obiettivo: ottimizzare l’uso delle risorse, per migliorare le prestazioni e minimizzare i costi

  3. Ingegneria del Traffico (IT) • Storicamente utilizzata dai gestori Tlc per le loro reti fonia e/o dati (ATM, Frame ralay, ..) • Inizialmente non usata nelle reti IP Dest. N.H. ... ... R3 R5 ... ... R1 100 Mbit/s R5 R6 R4 R3 Congestione ! R2 550 Mbit/s R7 R8 Percorso Sottoutilizzato

  4. IT nel modello “overlay” R1 R1 100 Mbit/s S2 S3 R3 S1 R2 R2 550 Mbit/s 622Mbit S4 S5 622Mbit PVC per il traffico R1  R3 STM-4 STM-16 PVC per il traffico R2  R3

  5. Routing IP classico: limiti (1/3) • “Destination-based forwarding” • Non tiene conto del traffico Dest. N.H. ... ... R3 R5 ... ... R1 100 Mbit/s R5 R6 R4 R3 Congestione ! R2 550 Mbit/s R7 R8 622Mbit STM-4 STM-16 Percorso Sottoutilizzato

  6. Routing IP classico: limiti (2/3) • Possibili soluzioni: • Manipolazione delle metriche  • Load balancing  • Policy Based Routing … ma necessita di eccessive risorse computazionali nei router … a meno che….. Protocolli di routing classici

  7. Routing IP classico: limiti (3/3) • Può il problema essere risolto dal “Load Sharing” (es. OSPF, IS-IS) ? NO !!! R1 100 Mbit/s R5 R6 R4 R3 R2 Congestione ! 550 Mbit/s R7 R8 155Mbit STM-1 622Mbit STM-4 Percorso P1: Traffico = (550+100)/2 = 325 Mbit/s STM-16 Percorso P2: Traffico = (550+100)/2 = 325 Mbit/s

  8. Ingegneria del Traffico • L’IT nelle reti: generalità • L’IT prima di MPLS • L’IT con MPLS • Costruzione del database IT

  9. I vantaggi di MPLS • MPLS è in grado di fornire il servizio di TrafficEngineering allo stesso modo di una rete “overlay”, ma in modo integrato e a costominore • Analogie con IT nel modello “overlay” • Come i PVC ATM/FR, gli LSP MPLS sono regolati dai nodi di ingresso • I percorsi possono essere arbitrari purchè rispettino dei vincoli assegnati • È possibile associare parametri di traffico • Integrazione con il Livello 3 • Riduzione del numero di “adiacenze di routing” • Utilizzo dei protocolli di routing IP (estesi) per la costruzione del Database IT su cui basare i LSP ingegnerizzati

  10. Determinazione dei percorsi (espliciti: alg.on_line/off_line) • Segnalazione (RSVP-TE, CR-LDP) Estensione dei protocolli di routing IGP (Link State) per creare IT database Ingredienti Fondamentali Database IT Definizione e Caratterizzazione dei Flussi di Traffico In alternativa i percorsi espliciti possono essere selezionati in modo manuale!

  11. Definizione di “Flusso di Traffico” LSR di uscita Flusso di Traffico LSP 1 LSR di ingresso LSP 1 + LSP 2 = Tunnel IT LSP 2

  12. Definizione di “Flusso di Traffico” LSR di uscita Flusso di Traffico unidirezionale LSR di ingresso

  13. Definizione di “Flusso di Traffico” LSR di uscita Flusso di Traffico bidirezionale simmetrico LSP LSR di ingresso

  14. Definizione di “Flusso di Traffico” Flusso di Traffico bidirezionale ammetrico LSR di uscita LSP 1 LSR di ingresso LSP 2

  15. RFC 2702 • Ogni router dovrebbe essere in grado di: • Realizzare un Tunnel IT • Iniziare l’invio di un flusso sul Tunnel • Bloccare il flusso su un Tunne • Modificare gli attributi (es banda) • Variare il percorso di un Tunnel (reinstradare) • Rimuovere un flusso e il relativo Tunnel • Altre operazioni opzionali…

  16. Attributi dei “Flussi di Traffico” Ecco tutte le informazioni di cui ho bisogno per mettere in piedi un LSP dove far passare il mio traffico LSR di ingresso • Parametri di Traffico • Selezione/Gestione del percorso • Priorità • Modalità di recupero • Controllo del traffico LSR di uscita

  17. Selezione/Gestione del percorso • Definiscono le regole per selezionare un percorso: • Automatiche • Manuali • Percorsi “Strict” o “Loose”

  18. B(2)=80 Mbit/s S(2)=5, H(2)=5 Attributi: Setup/Holding Priority • SetupPriority: Definisce unordine di prioritàper i nuovi “TrafficTrunk” (traffico in arrivo) • Holding Priority: Definisce unordine di prioritàper i “TrafficTrunk” attivi Ricorda: priority value alto=priorita’ bassa B(1)=80 Mbit/s H(1)=7 LSR 2 LSR 3 LSR 4 ! Decisione: Si reinstrada B(1) perche’ S(2) <H(1) LSR 1 Banda prenotabile per Tunnel IT = 100 Mbit/s

  19. Setup/Holding Priority: Examples • SetUp:7; Holding:0 • Il trunk viene istradato solo se esistono risorse libere, ma una volta accettato non potra’ essere eliminato • Trunk1: SetUp:1; Holding:7 • Trunk2: SetUp:1; Holding:7 Possibili loop

  20. Modalita’ di recuperoDetermina il comportamento di un flusso in caso di guasti sul percorso • Non reinstradare • Reinstradare lungo un percorso con risorse sufficienti • Reinstradare lungo qualsiasi persorso

  21. Nel LSR di ingresso Attributi del traffico IGP Esteso IT via MPLS: il flusso logico delle operazioni Tabella di Routing Database IT Vincoli Algoritmo Percorso “ottimo” Segnalazione (RSVP-TE/CR-LDP)

  22. Ingegneria del Traffico • L’IT nelle reti: generalità • L’IT prima di MPLS • L’IT con MPLS • Costruzione del database IT

  23. Database IT • Contiene le informazioni necessarie alla determinazione dei percorsi: • topologia della rete • attributi associati ai collegamenti (es. banda disponibile) • stato dei collegamenti • Popolazione del Database attraverso protocolli IGP (link state) estesi

  24. Distribuzione delle informazioni • Quali informazioni distribuire • Quando distribuirle • Come distribuirle

  25. Quali informazioni distribuire • Banda residua disponibile • Banda su un’interfaccia fisica non ancora allocata a un Tunnel IT (LSP) • Classi amministrative di appartenenza • Metriche IT.

  26. Database IT (LSR 1) Database IT (LSR 2) ... ... ... ... Collegamento 3-4 Banda fisica: 155 Mbit/s Banda max allocabile: 116,25 Mbit/s Banda residua: 26,25 Mbit/s Collegamento 3-4 Banda fisica: 155 Mbit/s Banda max allocabile: 116,25 Mbit/s Banda residua: 26,25 Mbit/s Annuncio IGP esteso Banda residua=26,25 Mbit/s Annuncio IGP esteso Banda residua=26,25 Mbit/s Banda residua disponibile Tunnel IT 1 (50 Mbit/s) LSR 2 B(1)=50 Mbit/s LSR 3 B(2)=40 Mbit/s LSR 4 LSR 1 Tunnel IT 2 (40 Mbit/s) • Interfaccia STM-1 (155 Mbit/s): • Banda massima allocabile per Tunnel IT = 75%155=116,25 Mbit/s • Banda residua = 116,25-(40+50)Bbit/s=26,25 Mbit/s

  27. Vincolo definito nel LSR di ingresso Classi amministrative (Colori) • Sono particolari proprietà (colori) dei collegamenti utilizzate nella selezione di un percorso (diffusi dal prot. IGP esteso) • Rappresentate da vettori booleani in cui ogni bit rappresenta una data tipologia di collegamento: • Offerta da un link tra LSR (vettore proprietà) • Richiesta da un flusso (vettore affinità) • Es: 00000000000000000000000001000100 Caratterizza un link tra LSR 1=Proprietà incluse 0= Proprietà escluse Collegamenti SDH STM1 Collegamenti SDH STM4 Collegamenti via satellite

  28. Classi amministrative (Colori) • Permettono di definire vincoli di inclusione/esclusione dei collegamenti • LSR di ingresso definisce col vettore Affinità le proprietà che i collegamenti usati devono possedere per supportare il traffico in ingresso • Il vettore Proprietà definisce le caratteristiche di un collegamento • Regola di inclusione/esclusione If(Affinità) AND (Maschera) = = (Proprietà) AND (Maschera) then includi il collegamento nel percorso else escludi il collegamento dal percorso.

  29. Vincoli di inclusione/esclusione: Esempio 1 If(Affinità) AND (Maschera) = = (Proprietà) AND (Maschera) then includi il collegamento nel percorso else escludi il collegamento dal percorso. Supponiamo un gestore voglia escludere dal percorso che deve selezionare per un dato flusso di traffico i collegamenti via radio (bit 30) e quelli con banda inferiore a 155Mb/s (bit 28) Es vettore booleano affinità: 00000000000000000000000000000000 Maschera: 00000000000000000000000000001010 Vettore booleano proprietà che potrà essere incluso: 00000000000000100100000100000001

  30. Vincoli di inclusione/esclusione: Esempio2 Proprietà = 1100 1011 = 0xCB (Proprietà ) AND (Maschera) = 0100 0010 = 0x42  Può essere incluso !!! Affinità = 0100 0010 = 0x42 Maschera = 0110 0110 = 0x66 (Affinità) AND (Maschera) = 0100 0010 = 0x42 Proprietà = 1110 1011 = 0xEB (Proprietà ) AND (Maschera) = 0110 0010 = 0x62  Deve essere escluso !!! LSR di ingresso del Tunnel IT LSR di uscita del Tunnel IT

  31. Metriche IT. • Possono essere uguali o diverse di quelle utilizzate dal protocollo IGP • In genere sono usate per la scelta del percorso (es. ConstrainedSPF). In questo caso qualora uguali a quelle IGP la scelta dei percorsi dei Tunnel IT (LSP) saranno uguali a quelle dell’istradamento IP

  32. Esempio: Metrica IT B C 34 Mbit/s A F 155 Mbit/s E D Percorso IT 1 (metrica IT=metrica IGP: B-E a 34M=3; B-E 155M=1 Percorso IT 2 (metrica IT: B-E a 34M=3; B-E 155M=4

  33. Quando distribuire le informazioni • Un protocollo IGP diffonde info di routing quando: • il collegamento va fuori servizio o ritorna operativo; • vengono cambiati i parametri di configurazione (es. metriche); • scade un “timer” periodico. • I protocolli IGP estesi trasportano anche: • Classi amministrative e Metriche hanno variazioni quasi statiche; Banda residua ha variazioni continue • E’ necessario stabilire delle soglie per la banda residua per evitare distribuzioni troppo frequenti • Esempio: 15, 30, 45, 60, 75, 80, 85, 90, 95, 96, 97, 98, 99, 100 % della banda allocabile

  34. Come distribuire le informazioni • Si utilizzano i messaggi, opportunamente estesi, di protocolli di routing IGP di tipo “Link State” (IS-IS, OSPF) • IS-IS: TLV 22 (draft-ietf-isis-traffic-04: “IS-IS extensions for Traffic Engineering”) • OSPF: LSA di tipo 10 (“opaque LSA”) (draft-katz-yeung-ospf-traffic-09: “Traffic Engineering Extensions to OSPF Version 2”) Oggetti contenuti in LSA di tipo 10 (“opaque LSA”) - Traffic Engineering Metric (4 byte) - Maximum bandwidth(4 byte; tipicamente la banda fisica) - Maximum reservable bandwidth (4 byte; banda max disponibile per Tunnel IT) - Unreserved bandwidth (32 byte; indica la banda residua) - …….. draft-katz-yeung-ospf-traffic-09

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