مهندسی ترافیک

پیش از وجود مهندسی ترافیک در شبکه MPLS، مهندسی ترافیک در پروتکل‌ها و شبکه‌های IP، ATM وجود داشت و مهندسان شبکه به وسیله اعمال تنظیمات میان دو روتر متصل به یکدیگر، TE را پیاده‌سازی می‌کردند.

TE روی شبکه IP، اغلب بواسطه COST اینترفیس برای مسیرهای متعدد اتصال یا تعریف روت‌های استاتیک انجام می‌گیرد. دلیل اصلی پیاده‌سازی مهندسی ترافیک در شبکه MPLS، کنترل مسیرها و هدایت بسته‌ها در مسیرهای شبکه است. شبکه‌ای که در آن مهندسی ترافیک پیاده‌سازی شده است، در صورت خرابی یک مسیر، بسته‌ها به مسیر دیگری هدایت شده و به مقصد می‌رسند.

پروتکل‌های IS‌ـ‌IS و OSPF به دلیل داشتن پارامترهایی که در مهندسی ترافیک به کار می‌رود، به عنوان پروتکل‌هایی برای ارسال بسته‌ها براساس مهندسی ترافیک استفاده می‌شوند. به این‌گونه که این پروتکل‌ها در زمان تبادل اطلاعات برای یافتن مسیرها، اطلاعات مربوط به مسیرهای مناسب براساس پهنای باند مسیرها را نیز با یکدیگر تبادل می‌کنند، تا بسته‌ها از مسیرهایی که تراکم کمتری داشته و پهنای باند بیشتری برای انتقال وجود دارد، عبور کنند.

بنابراین روترها و اینترفیس‌هایی‌که حاوی پارامترهای مقتضی برای مهندسی ترافیک نباشند، نمی‌توانند در پیاده‌سازی مهندسی ترافیک مشارکت کنند.

تبادل اطلاعاتی که حاوی مصرف پهنای باند مسیرهای ارتباطی باشد در پروتکل‌های زیر مجموعه IGP، مانند IS‌ـ‌IS و OSPF وجود دارد. پروتکل IS‌ـ‌IS به وسیله TLV 022و پروتکل OSPF توسط LSA نوع 10 که حاوی اطلاعات مورد نیاز برای مهندسی ترافیک است، می‌توانند اطلاعات مورد نیاز برای TE را میان روترها مبادله کنند.

در پروتکل‌های مورد استفاده در TE، روتر مبدأ و روتر مقصد به وسیله تبادل اطلاعات مربوط به مصرف پهنای باند و سیاست‌های اعمال شده در مسیر، جدول مسیرهای مناسب را شکل می‌دهند. در این حالت روترهای میانی تأثیری در ایجاد بهترین مسیر نخواهند داشت همچنین پارامترهای مربوط به TE و (Resource Reservation Protocol) RSVP برای انتخاب و ایجاد بهترین مسیر استفاده می‌شوند. RSVP با رزرو‌کردن پهنای باند برای مسیر ایجاد شده توسط روترهای مبدأ و مقصد، باعث می‌شود انتقال اطلاعات میان آنها بدون مشکل و تراکمی صورت پذیرد.

به این منظور روتر نهایی در شبکه انتشار پیغام RSVP برای جمع آوری اطلاعات مقدار پهنای باند خالی هر مسیر میان مبدأ و مقصد اقدام می‌کند تا به این وسیله بهترین مسیر را با توجه به پهنای باند پیدا کند.

به‌رغم تأثیرات بسیاری که TE در مسیریابی ترافیک شبکه MPLS به وجود آورده است از هیچ پروتکل جدیدی برای این منظور استفاده نکرده، بلکه خصوصیات پروتکل‌های پیشین را مورد استفاده قرار داده است.

شبکه‌های MPLS که از TE استفاده نمی‌کنند فقط سیگنالینک LSP را انجام داده و اقدام به انتخاب مسیر می‌کنند، اما در شبکه‌هایی که TE در آنها پیاده‌سازی شده، پارامترهایی نظیر تبادل اطلاعات لینک‌ها، سیگنالینگ LSP و محاسبه مسیرها، برای انتخاب مسیر تبادل ترافیک شبکه استفاده می‌شود.

در شبکه MPLS TE عناوینی چون پهنای باند موجود، گروه مدیریتی و متریک TEبرای خصوصیات لینک مطرح می‌شود. هر لینکی در شبکه رتبه‌ای از صفر تا 7 برای پهنای موجود خواهد داشت که صفر نمایانگر بهترین مسیر پهنای باندی و 7 نمایانگر بدترین مسیر پهنای باندی است.

Administrative group مانند ساز و کاری برای دسته بندی این‌که آیا لینکی در یک مسیر قرار خواهد داشت یا خیر، به کار می‌رود.

TE Metric نیز مانند متریک پهنای باند بوده و برای انتخاب بهترین مسیر استفاده می‌شود همانند پروتکل‌های مسیریابی که در چند ناحیه (area) فعالیت می‌کنند، MPLS TE نیز می‌تواند درون چند ناحیه یا AS اجرا شده و بهترین مسیر را برای بسته‌ها بیابد.

LSRها (‌مسیرها درون MPLS) با اجرای الگوریتم محاسبه بهترین مسیر روی بانک توپولوژی TE، LSP (‌بهترین مسیر شبکه MPLS) را می‌یابند.

روش کار به این صورت است که الگوریتم CSPF (Constrained shortest path first) که یکی از خصوصیات تغییر یافته الگوریتم SPF است روی بانک توپولوژی TE اجرا شده و مسیرهایی در شبکه که قابلیت انتخاب‌شدن به عنوان مسیر برگزیده را ندارند، از فهرست حذف می‌کند تا به این طریق بهترین مسیر ممکن را بیابد.

این الگوریتم همچنین از متریک‌های لینک پروتکل‌های مسیریابی یا متریک‌های TE برای یافتن بهترین مسیر سود می‌جوید. در عین حال با اجرا شدن الگوریتم CSPF، این الگوریم ضمانتی را در خصوص این‌که مسیر انتخاب شده بهترین است نمی‌دهد، اما مسیر انتخاب شده، تقریباً بهترین مسیر است.

MPLS TE از خصوصیت RSVP برای سیگنالینگ LSP استفاده می‌کند. به این نحو که RSVP از پنج جزء شامل: Label-Request،Label ، Route-Explicit، Record-Route و Session-Attribute برای این منظور استفاده می‌کند.

پیغام‌های مسیر RSVPاز Label-Request‌‌ استفاده کرده و از روترهای مسیر درخواست می‌کند که مسیرهایی را که ارسال می‌کنند، لیبل‌گذاری کنند. به این صورت که روترهایی که پیام RSVP را دریافت کرده‌اند، مسیرهایی را که روتر ارسال‌کننده RSVP به دنبال آنهاست بواسطه لیبل Route‌ـ‌explicit مشخص می‌کنند و در لیبل session-Attribute‌‌ نیز خصوصیات یک LSP مانند اولویت آن، دسته‌بندی‌های مدیریتی و... را قرار می‌دهند. به وسیله MPLS DS-TE‌، لایه دیگری از مهندسی ترافیک قابل پیاده‌سازی است. علاوه بر خصوصیات پیشین که برای مهندسی ترافیک اشاره شد در DS‌ـ‌TE از خصوصیات دیگر پروتکل با نام Diffserv برای دسته بندی یافتن بهترین مسیر استفاده می‌شود به این‌گونه که می‌توان برای هر ترافیکی دسته‌بندی خاصی در نظر گرفت و سپس به وسیله خصوصیت Diffserv پهنای باند مورد نیاز برای آن ترافیک را، رزرو کرد.

با استفاده از این خصوصیت می‌توانیم پهنای مورد نیاز هر دسته را مشخص کرده و آن را برای هر اینترفیس تعریف می‌کنیم.

ایرج نوروزی