Производительность мультисервисного узла доступа (стр. 4 из 5)
t - средняя длительность разговора в секундах;
f - число вызовов в час наибольшей нагрузки;
N - общее число пользователей.
Число пакетов в секунду:
Среднее время обслуживания одного пакета при норме задержки 5 мс:
Коэффициент использования:
При использовании системы на 50%:
Требуемая пропускная способность:
Сравним полученные результаты (рисунок 6).
Рисунок 6 - Требуемая полоса пропускания
Из графика видно, что для передачи информации одного объема, необходима различная полоса пропускания, в данном случае при использовании кодека G.711uс длиной пакета 160 бит необходима большая полоса пропускания, чем при использовании кодека G.723mс длиной пакета 15.7 бит.
Построенная модель рассчитывает параметры сети, а именно время и интенсивность обслуживания одного IPпакета определенной длины, от времени задержки в сети доступа.
Задание 3
Расчетная часть
а) Провести расчет математической модели эффекта туннелирования в MPLS, применив MATHCADили другую программу;
б) Рассчитать времени пребывания пакета в туннеле из N узлов V1 (N);
в) рассчитать время пребывания пакета в LSP - пути без туннеля V2 (N);
г) на основе результатов расчета сравнить различные варианты и сделать выводы о возможности организации туннеля между первым узлом и узлом N.
Исходные данные для расчета приведены в таблице 6.
Таблица 6 - Данные к расчету
| Первая буква фамилии | А |
| Число маршрутизаторов N | 10 |
| Последняя цифра номера зачетной книжки | 0 |
| ρ1 | 0,60 |
| ρ2 | 0,70 |
| ρ2 | 0,80 |
| Предпоследняя цифра номера зач. книжки | 0 |
 , с-1 | 900 |
| m | 1,06 |
Здесь:
-интенсивность входного потока заявок.
- среднее время обслуживания в системе М/М/mв стационарных условиях
нагрузка, обслуживаемая узлом LSР-маршрута.
M - поправочный коэффициент
В контексте поставленной задачи для поиска стратегии принятия решения об организации LSP - туннеля для оценки альтернативного варианта суммарного времени V2 (N) пребывания пакета в LSP - пути без туннеля допустимо использовать В-формулу Эрланга в качестве адекватной оценки, позволяющей произвести сравнение с V1 (N).
Само по себе решение об организации LSР-туннеля согласно предложенному здесь алгоритму сводится к анализу двух (с туннелем и без туннеля) значений среднего совокупного времени пребывания пакета в узлах от 1 до узла N.
Алгоритм туннелирования в сети MPLS.
Основное отличие технологии MPLS - IP-маршрутизаторы анализируют заголовок каждого пакета, чтобы выбрать направление для его пересылки к следующему маршрутизатору, в технологии MPLS заголовок анализируется только один раз на входе в сеть, после чего устанавливается соответствие между пакетом и потоком.
Принцип коммутации MPLS основывается на обмене меток. Любой передаваемый пакет ассоциируется с тем или иным классом сетевого уровня FEC (ForwardingEquivalenceClass), каждый из которых идентифицируется определенной меткой. Значение метки уникально лишь для участка пути между соседними узлами сети MPLS, которые называются также маршрутизаторами, коммутирующими по меткам LSR (LabelSwitchingRouter). На рисунке 1 пограничный маршрутизатор LSR1 - входной, а LSR4 - выходной маршрутизатор. Последовательность маршрутизаторов (LSR1,., LSR4), через которые проходят пакеты, принадлежащие одному FEC, образует виртуальный тракт LSP, коммутируемый по меткам, LSP (LabelSwitchingPath). Таким образом, главная особенность MPLS - отделение процесса коммутации пакета от анализа IР - адресов в его заголовке, что открывает ряд возможностей.
Рисунок 7 - Организация туннеля
Существует еще одно весьма важное достоинство MPLS - возможность в рамках архитектуры MPLS вместе с пакетом передавать не одну метку, а стек меток.
Операции добавления/изъятия метки определены как операции на стеке (push/pop). Результат коммутации задает лишь верхняя метка стека, нижние же передаются прозрачно до операции изъятия верхней. Такой подход позволяет создавать иерархию потоков в сети MPLS и организовывать туннельные передачи. Речь идет о возможности управления в MPLS всем трактом передачи пакета без специфицирования в явном виде промежуточных маршрутизаторов. Это достигается путем создания туннелей через промежуточные маршрутизаторы, которые могут охватывать несколько сетевых сегментов, как это изображено на рисунке 7. Все пограничные маршрутизаторы MPLS (LER1, LER2, LER3 и LER4) используют протокол BGP и создают коммутируемый по меткам тракт LSP между ними (LSP1). LER1 знает о том, что его следующий пункт назначения - LER2, поскольку он передает данные от отправителя, которые должны пройти через два сегмента сети. В свою очередь, LER3 знает о том, что его следующий пункт назначения - LER4, и т.д. Эти пограничные четыре LER будут использовать протокол LDP для получения и хранения меток от выходного LER (LER4 в данном сценарии) вплоть до входного LER (LER1).
Рисунок 8 - Транзитные маршруты
Однако для того, чтобы данные были переданы от LER1 к LER2, они должны пройти через несколько (в данном случае три) транзитных маршрутизаторов LSR. Таким образом, между двумя LER (LER1 и LER2) создается отдельный тракт LSP (LSP2) (рис.8), который охватывает LSR1, LSR2 и LSR3. Он, в сущности, представляет собой туннель между этими двумя LER. Метки в этом тракте отличаются от меток, которые LER создали для LSPl.
Рисунок 9 - Организация транзитного маршрута
Это справедливо и для LER3 и LER4, равно как и для LSR, находящихся между ними. Для этого последнего сегмента создается тракт LSP3. Для достижения этого результата, при передаче пакета через два сетевых сегмента используется концепция стека меток. Поскольку пакет должен следовать через LSP1, LSP2 и LSP3, он будет переносить одновременно две отдельные метки. Пары, используемые для каждого сегмента, следующие: для первого сегмента - метка для LSP1 и LSP2, для второго сегмента - метка для LSP1 и LSP3.
Когда пакет покидает первую сеть и принимается пограничным маршрутизатором LER2, тот удаляет метку для LSP2 и заменяет её на метку для LSP3, заменяя при этом метку LSP1 внутри пакета на метку следующей пересылки. LER4 удаляет обе метки перед отправкой пакета адресату.
Математическая модель эффекта туннелирования в MPLS представляет собой сеть массового обслуживания с последовательными очередями.
Оцениваемыми параметрами являются: среднее время обслуживания без прерывания (период занятости) и среднее время пребывания пакета в n-м узле. Обслуживаемые за период занятости (т.е. непрерывно, без освобождения) пакеты объединяются в группу на выходе узла и называются пачкой. Средняя длина такой пачки выражается числом пакетов. На вход граничного узла 1 поступает пуассоновский поток сообщений с интенсивностью входного потока заявок 
и средним временем обслуживания в системе М/М/mв стационарных условиях (при 
является также пуассоновским с той же интенсивностью ). Но при последовательно соединенных очередях мы не можем рассматривать каждый узел независимо от других.
Если мы рассматриваем два следующих один за другим сообщения на узле n (n 
2), интервал времени между поступлением этих двух сообщений зависит от времен поступления и обслуживания на предыдущих узлах.
Специфическое поведение первого узла (n= 1) очевидно и связано с тем, что сообщения поступают напрямую, не проходя через какой-либо узел. Специфика режима работы второго узла (n= 2) может рассматриваться как реальный источник пачек сообщений. Сложность поведения пакетов в нем обусловлена двумя явлениями: а) сцеплением пачек, исходящих от первого узла; б) фрагментацией этих же пачек.