Hálózati és Szolgáltatási Architektúrák

Hasonló dokumentumok
Hálózati és Szolgáltatási Architektúrák

Hálózati és Szolgáltatási Architektúrák

Kommunikációs Hálózatok 2 MPLS: Címke, VPN, TE

Távközlı hálózatok és szolgáltatások

Távközlı hálózatok és szolgáltatások

Hálózati és Szolgáltatási Architektúrák

Távközlő hálózatok és szolgáltatások Optikai Gerinchálózati (Transzport) Technikák Második rész (2./2)

Hálózati és Szolgáltatási Architektúrák

Sávszélességéhes alkalmazások. SAN, osan (adattár) Peer-to-Peer. VoD (video) GRIDs. (műsorszétosztás/szórás) Hálózatba kötött munkaállomások száma

Távközlő hálózatok és szolgáltatások

Hálózati és Szolgáltatási Architektúrák

Dr. Wührl Tibor Ph.D. MsC 04 Ea. IP kapcsolás hálózati réteg

Hálózati és Szolgáltatási Architektúrák

Távközlő hálózatok és szolgáltatások Optikai Gerinchálózati (Transzport) Technikák Első és második rész

Moldován István. BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM TÁVKÖZLÉSI ÉS MÉDIAINFORMATIKAI TANSZÉK

Távközlı hálózatok és szolgáltatások

Hálózati architektúrák és rendszerek. Szélessávú és Média-kommunikáció szakirány ősz

Távközlı hálózatok és szolgáltatások 8. Gerinchálózati (Transzport) Technikák (harmadik rész)

MPLS - Multi-Protocol Label Switching (Többprotokollos címkekapcsolás) Számítógép-hálózatok 2009

Távközlő hálózatok és szolgáltatások

Hálózati és Szolgáltatási Architektúrák Architectures of Networks and Services

Két típusú összeköttetés PVC Permanent Virtual Circuits Szolgáltató hozza létre Operátor manuálisan hozza létre a végpontok között (PVI,PCI)

Multiprotocol encapsulation (RFC1483) - IETF Classical IP over ATM (RFC1577) - IETF LAN Emulation (LANE) - ATM Forum Multiprotocol over ATM (MPOA) -

Távközlı hálózatok és szolgáltatások

15. Multi-Protocol Label Switching

Optikai transzport hálózatok Bevezetés. Dr. János Tapolcai

Számítógépes Hálózatok 2011

Hálózati technológiák fejlődése

Az Ethernet példája. Számítógépes Hálózatok Az Ethernet fizikai rétege. Ethernet Vezetékek

Az adott eszköz IP címét viszont az adott hálózat üzemeltetői határozzákmeg.

Ethernet/IP címzés - gyakorlat

Hálózati technológiák fejlodése

Szegmensalapú védelmi megoldások GMPLS környezetben

Tartalom. Hálózati kapcsolatok felépítése és tesztelése. Rétegek használata az adatok továbbításának leírására. OSI modell. Az OSI modell rétegei

Multicast és forgalomkötegelés többrétegû hálózatokban

Távközlı hálózatok és szolgáltatások

VPN. VPN Szolgáltatások. Moldován István. Department of Telecommunications and Media Informatics. Budapest University of Technology and Economics

Heterogén MPLS hálózat QoS alkalmazásával

Újdonságok Nexus Platformon

Huawei Cisco Interworking Szolgáltatói környezetben

FTTx megoldások. Szalai Norbert. vezetı hálózati mérnök. SCI-Network Távközlési és Hálózatintegrációs zrt. T.: F.

A probléma megfogalmazása Szolgáltatás minőségre érzékeny alkalmazások hang az IP felett (pl. IP telefónia), multimédia az IP felett (pl. interaktív t

Ethernet. Szolgáltatások. Moldován István. Department of Telecommunications and Media Informatics. Budapest University of Technology and Economics

Virtuális magánhálózat Virtual Private Network (VPN)

Újdonságok Nexus Platformon

A GN2 PROJEKT ÉS KUTATÁSI EGYÜTTMŰKÖDÉS

Távközlı hálózatok és szolgáltatások

Távközlı hálózatok és szolgáltatások

Számítógépes Hálózatok ősz 2006

Organizáció. Számítógépes Hálózatok ősz Tartalom. Vizsga. Web-oldal

Számítógépes Hálózatok ősz Hálózati réteg IP címzés, ARP, Circuit Switching, Packet Switching

Hálózati és Szolgáltatási Architektúrák

Az M2M szabványosítási helyzete

Új generációs passzív optikai hozzáférési technológiák (FTTx, GPON)

Felhő alapú hálózatok (VITMMA02) OpenStack Neutron Networking

TÁVKÖZLŐ HÁLÓZATOK MÉRTÉKADÓ MŰSZAKI KÖVETELMÉNYEI

Hálózati réteg, Internet

Multicast fák rendszeres újrakonfigurálása többrétegû optikai hálózatokban

MULTIMÉDIA TOVÁBBÍTÁSA AZ IP FELETT

Hálózati és Szolgáltatási Architektúrák

Kapcsolás. Áramkörkapcsolás, virtuális áramkörkapcsolás, hullámhosszkapcsolás,

Hálózati architektúrák és rendszerek. Optikai hálózatok Wavelength routed optical networks

4. Gerinchálózati Technikák

Hálózati lehetőségek a tartalomszolgáltatáshoz

Távközlő Hálózatok. cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 39

Felhő alapú hálózatok (VITMMA02) Hálózati megoldások a felhőben

Számítógép hálózatok

Távközlő hálózatok és szolgáltatások

III. előadás. Kovács Róbert

A hálózattervezés alapvető ismeretei

Felhő alapú hálózatok (VITMMA02) Hálózat virtualizálás: Overlay hálózatok OpenStack Neutron Networking

Dinamikus optikai hálózatok felhasználói interfészei

Ethernet. Hozzáférési hálózatoktechnológiák. Moldován István. Department of Telecommunications and Media Informatics

Routing update: IPv6 unicast. Jákó András BME EISzK

Távközlő hálózatok és szolgáltatások Optikai hozzáférési hálózatok

Szolgáltat. gfelügyeleti gyeleti rendszer fejlesztése. NETWORKSHOP 2010 Sándor Tamás

Hálózatok építése és üzemeltetése

Organizáció. Számítógépes Hálózatok Gyakorlati jegy. Vizsga. Web-oldal

Virtual Private Networks Virtuális magánhálózatok

Internet Protokoll 6-os verzió. Varga Tamás

GÉANT Hungary (HBONE) fejlesztések

Cloud computing. Cloud computing. Dr. Bakonyi Péter.

SDN a különböző gyártói megközelítések tükrében

Using the CW-Net in a user defined IP network

Hálózatok építése és üzemeltetése

Az EBDH fõbb jellemzõi és irányítási rendszere

Egy országos IP hálózat telepítésének tapasztalatai Szolgáltató születik

80% 20% Backbone 80% 20% Workgroup. Gbps/MHz. time. Internet Bandwidth. Router CPU Speed

Tervezési kérdések. Azonnali helyreállítást garantáló védelmi módszerek. Helyreállítási (recovery) ciklus

Szolgáltatások és alkalmazások (VITMM131)

1. Mit jelent a /24 címmel azonosított alhálózat?

80% 20% Backbone 80% 20% Workgroup. Gbps/MHz. time. Internet Bandwidth. Router CPU Speed

Előfizetői hálózatok jövője, Avagy merre tovább GPON?

Szolgáltatás leírás, szolgáltatási színvonal

SDN a különböző gyártói megközelítések tükrében

IPv6 gyorstalpaló Mohácsi János NIIF Intézet

Számítógép rendszerek. 1. óra. Számítógépes hálózatok, internet

Cloud computing Dr. Bakonyi Péter.

Kommunikációs rendszerek programozása. Switch-ek

Hálózatok építése és üzemeltetése

Átírás:

Hálózati és Szolgáltatási Architektúrák https://www.vik.bme.hu/kepzes/targyak/vitmm130/ Architectures of Networks and Services Mérnök informatikus szak, MSc képzés Hálózatok és szolgáltatások szakirány 6. alkalom (4. CT elıadás) 2012. Március 12., hétfı, IB.138, 10:15-11:45 http://opti.tmit.bme.hu/~cinkler/hsza/ Dr. Cinkler Tibor cinkler()tmit.bme.hu BME TMIT Tel: 1861, IE.319B TMIT: Távközlési és Médiainformatikai Tanszék

Vizsgaidıpontok? Max 3: (Május 16? szerda 10-12) Május 23 szerda 10-12 Május 30 szerda 10-12 (Június 6 szerda 10-12) 70

Sőrőbb virtuális vagy logikai topológia A probléma szemléltetése 1. 2. 3. 1. fizikai hálózat 2. virtuális utak rendszere 3. virtuális topológia 71

Pl. hullámhossz-rendszer segítségével 72

Horizontal and Vertical structure Horizontal: Transit: Acces/Aggregation Metro Core Tier3 Tier2 Tier1 Peering: Multi-Domain Peering Multi-Vendor Multi-Provider Multi-Service Multi-Region Vertical: Interconnection or Integration Multi-Provider Multi-Service Multi-Region 73

Függıleges Tagoltság: Többrétegő hálózatok Egy rétegő hálózat: Gyenge granularitás: 1 fényszál: 1-10 Tbit/s (DWDM: 100-200 λ) 1 λ csatorna: 2.5 vagy 10 Gbit/s 1 STM-64: 64 x STM-1 További rétegek a finomabb granularitáshoz Több rétegő hálózat: Bonyolult vezérlés és Menedzsment (Control & Management) Útvonalválasztás (Routing) Forgalomterelés (TE: Traffic Engineering) Hibatőrıképesség (Resilience) Kétszerezett vagy többszörözött funkciók 74

Beszéd, adat, adattárolás és video a nyilvános szállítóhálózaton Forrás: E.H. Valencia, M. Scholten, Z. Zhu: GFP, IEEE Communications Magazine May 2002 * Fényszálon közvetlenül is 75

Többrétegő adatátviteli architektúra Forrás: M. Scholten, Z. Zhu, E.H. Valencia, J. Hawkins: GFP, IEEE Communications Magazine May 2002 76

Mi a forgalom-kötegelés (Traffic Grooming)? C A B D C A B D C A B D 77

GMPLS/ASTN Dinamikus (Kapcsolt) és Többrétegő Dynamic (switched) & Multilayer IETF GMPLS: Generalised Multiprotocol Label Switching ITU-T ASTN: Automatic Switched Transport Network PSC L2 TSC λsc WBSC FSC (Packet Switching Capable, e.g., IP) (Layer 2 SC, e.g., GbEth) (TDM SC, e.g., SDH VC-4-4c) (Wavelength SC) (WaveBand SC) (Fiber SC) Számítógép hálózatok 25. alkalom vége. 78

Általánosított felülcimkézés Generalised Label Stacking Többrétegő architektúra Általánosított LSP-k Multilayer Architecture Generalised LSPs LSP λ fényszál fénykábel 79

Label Stacking or Swapping? Cimkecsere, vagy felülcímkézés? Más technológiákkal! LSP4 LSP3 LSP2 LSP1 LSP4 LSP1 LSP2 data Stacked Headers LSP3 80

MPLS történelem ATM MPOA MPLS MPLambdaS GMPLS T-MPLS MPLS-TP 81

MPLS MultiProtocol Label Switching (Többprotokollos címkekapcsolás) Egységes IP/MPLS kontroll Valamivel egyszerőbb mint ATM Csökkentett cimketér használat FEC révén (Forwarding Equivalence Class) Cimke lecserélés (Swapping) és többszintő felülcimkézés (Stacking) ATM-hez képest nem sok új Topológia-centrikus vagy forgalom-centrikus (vezérelt) QoS kérdések még nyitottak TE-t és VPN-t támogatja IPoMPLS: Peer Model! RSVP-TE CR-LDP 82

MPLS LER: Label Edge Router LSR: Label Switching Router FEC: Forwarding Equivalence Class LSP: Label Switched Path Label Swapping IP Router LER LSR 83

Label Stacking vagy Swapping? Ha vermelünk sok réteg lesz! Hierarchikus LSP beágyazás (encapsulation, embedding, nesting) LSP4 LSP3 LSP2 LSP1 LSP4 LSP1 LSP2 data Stacked Headers LSP3 84

Az MPLS fejrész 32 bit = 4 byte ebbıl 20 bit a cimke 0 1 2 3 4 5 6 7 +-+-+-+-+-+-+-+-+ Label Entry Label: +-+-+-+-+-+-+-+-+ Label Value, 20 bits Label Exp: Experimental Use +-+-+-+-+-+-+-+-+ 3 bits Label Exp S S: Bottom of Stack +-+-+-+-+-+-+-+-+ 1 bit TTL TTL: Time to Live +-+-+-+-+-+-+-+-+ 8 bits 85

Az IP fejrész az MPLS fejrész Útvonalválasztás (routing) és adategység továbbítás (forwarding) 0 8 16 31 VERS HLEN Service Type Total Length Identification Flags Fragment Offset TTL Protocol Header Checksum Source IP Address Destination IP Address Options Padding D a t a D a t a... D a t a 0 7 Label Label Label CoS S TTL 86

Routing, TE & Resilience manapság: Kliens-szerver megoldás Részben kézzel DP n+2 DP n+1 DP n DP n-1 MP n+2 CP n+2 MP n+1 CP n+1 MP n CP n MP n-1 CP n-1 client server client server client server 87

Routing, TE & Resilience vágy: Integrált, automatikus, elosztott! Függıleges együttmőködtetés vagy integrálás? DP n+2 DP n+1 MP CP DP n DP n-1 88

Multi-Layer (Vertical) Interconnection Models (RFC 3717) Overlay Model The control of layers is independent Server-Client approach like classical IP over ATM or MPOA models optical layer can be statically configured Peer Model Interoperable control plane (e.g., Optical layer is also IP addressable) Augmented (Hybrid) Something between Hides confidential provider information Some information of one routing instance passed through the other E.g., IP addresses could be carried within the optical routing protocol 91

Vertical Integration: Multi-Layer Integrated Model The layers owned by the same operator Full interlayer information exchange possible (No interface needed in between) Can be operated by a single CP and a single MP Routing, TE, Resilience more complex MRN: Multi Region Network (Region: interconnected nodes of the same networking technology a bit misleading) 92

MLN/MRN www.ietf.org/rfc/rfc5212.txt Shiomoto, K., Papadimitriou, D., Le Roux, JL., Vigoureux, M., and D. Brungard, "Requirements for GMPLS-Based Multi-Region and Multi-Layer Networks (MRN/MLN)", RFC 5212, July 2008. In GMPLS, a switching technology domain defines a region, and a network of multiple switching types is referred to in this document as a multi-region network (MRN). Traffic Engineering Database (TED) Itt van minden infó, ami egy egységes GMPLS síkhoz kell Interface Switching Capability (ISC) - introduced in GMPLS to support various kinds of switching technology in a unified way [RFC4202] Virtual Network Topology (VNT) lower-layer FA-LSP létrehozása: static (pre-provisioned) vagy dynamic (triggered) (FA-LSP: Forwarding Adjacency Label Switched Path) 93

MLN/MRN www.ietf.org/rfc/rfc5339.txt Ed.: JL. Le Roux, D. Papadimitriou, "Evaluation of Existing GMPLS Protocols against Multi- Layer and Multi-Region Networks (MLN/MRN)", RFC 5339, September 2008 MIB modules model and control of GMPLS switches [RFC4803] control and report on the operation of the signaling protocol [RFC4802] a MIB module for managing TE links [RFC4220] (interesting for MLN!) Oki, E., Le Roux, J-L., and A. Farrel, "Framework for PCE-Based Inter- Layer MPLS and GMPLS Traffic Engineering", Work in Progress, June 2008. Miyazawa, M., Otani, T., Nadeau, T., and K. Kunaki, "Traffic Engineering Database Management Information Base in support of MPLS-TE/GMPLS", Work in Progress, July 2008. 94

Optikai architektúrák (kétrétegő) valami WDM felett: EPS (elektronikus csomag kapcsolás (IP, Ethernet, MPLS, stb.)) OTDM (Optikai idıosztásos nyalábolás) OCDM (Optikai kódosztásos nyalábolás) OPS (Optikai csomag kapcsolás) 96

Elektronikai sebesség a szők keresztmetszet? Optika elektronika optika? Már nem az elektronika sebessége a szők keresztmetszet, hanem a fogyasztás! Legyen egyszerő, legyen olcsó: CAPEX + OPEX (beruházási és üzemeltetési költség együtt!) Ezért a hatékonyságból inkább áldozunk... Architektúrák: Alul : C/D WDM Fölötte (ebben az idıbeli sorrendben): EPS (elektronikus csomag kapcsolás (IP, Ethernet, MPLS, stb.)) OTDM (Optikai idıosztásos nyalábolás) OCDM (Optikai kódosztásos nyalábolás) OPS (Optikai csomag kapcsolás) 97

1. EPS + WDM EPS (elektronikus csomag kapcsolás (IP, Ethernet, MPLS, stb.)) IP csomagokat vagy Ethernet kereteket IP vagy Ethernet kapcsolóval, optikai interfésszel közvetlenül hullámhosszakon továbbítunk. Jelenleg is van, legfeljebb SDH/OTN van még közte Két vagy háromrétegő architektúra Egyszerő, viszonylag olcsó Forgalomkötegelés (traffic grooming) Ez az ami az MPLS-TP architektúrának is megfelel 98

WDM kapcsolás áramkörkapcsolás - térkapcsolás Egyszerő, olcsó, gyors sem kell legyen sok megoldás van már 99

EDFA és tsai http://www.mrfiber.com/images/wideband_edfa-big.gif http://www.fibotec.com/fileadmin/layouts/bilder/edfa.jpg http://img.zdnet.com/techdirectory/_edfa.gif http://www.egfiberoptics.dk/useruploadimages/edfa.jpg 100

2 réteg: EPS + WDM Zöld? TDM λxc fibres wavelengths hybrid XC 101

Mi a forgalom-kötegelés (Traffic Grooming)? C A B D C A B D C A B D 102

2. OTDM + WDM Lassúbb elektronikus jelek bitjeibıl nagyon keskeny (rövid) optikai impulzusokat generálunk Ezeket kis késleltetéskülönbséggel ciklikusan idıben nyaláboljuk Bontás is így történik. Egyszerő, olcsó. Az egyes WDM csatornáknak így finomabb granularitást biztosítunk. Pl. fényszálanként 40 WDM csatorna WDM csatornánként 40 x 1 Gbit/s vagy 4 x 10 Gbit/s 103

OTDMA Forrás: Kaminov et al.: Academic Press 2008, Optical Fiber Telecommunications V Volume B Systems and Networks Feb.2008 ebook 104

OTDMA Forrás: Kaminov et al.: Academic Press 2008, Optical Fiber Telecommunications V Volume B Systems and Networks Feb.2008 ebook 105

3. OCDM + WDM - Osztott közeg - PON - Grooming: ütközés feloldás puffer nélkül! - Akár aszinkron is lehet!!! Egy OCDMA PON mőködési elve Forrás: Xu Wang, Naoya Wada, Taro Hamanaka, Tetsuya Miyazaki, Gabriella Cincotti, Kenichi Kitayama, OCDMA over WDM Transmission, ICTON 2007 106

OCDMA Egy kód: Pl 16 bites chipre kódolunk egy bitet. Ortogánilás kód Térben (polarizáció, módus, fázis, stb. is ide értendı, fénysál, hullámhossz, stb.) Idı: Szinkron vagy aszinkron? 107

108

AWG: Arrayed Waveguide Grating Tömbös hullámvezetı rács Mőködési elv magyarázata: www.c2v.nl/products/software/support/files /A1998003B.pdf 109

Arrayed waveguide grating AWG Great scalability Low losses Non reconfigurable It requires wavelength conversion Source: Robotiker, Andrea Bianco Redondo Networks 2008, Budapest C2V animation 110

Encoding / Decoding / Switching? 111

Egy bonyolultabb OCDMA példa Forrás: Xu Wang, Naoya Wada, Taro Hamanaka, Tetsuya Miyazaki, Gabriella Cincotti, Kenichi Kitayama, OCDMA over WDM Transmission, ICTON 2007 112

OCDM + WDM: elınyök-hátrányok Vesztünk sávszélességet a CDM miatt!!! Nyerünk, mert egyszerő: Aszinkron a rendszer semmit sem kell szinkronizálni, késleltetni! Passzív a rendszer Nem kell puffer Tetszıleges granularitás!!! Mi jobb? (itt csak C-band!) 100 lambda x 10 OCDMA x 1Gbit/s vagy 10 lambda x 100 OCDMA x 1Gbit/s 113