مقاله بهبود زمان تاخیر در شبکه های مبتنی بر نرم افزار بر اساس پروتکل OSPF با استفاده از متریک های فعلی

word قابل ویرایش
9 صفحه
دسته : اطلاعیه ها
10700 تومان
107,000 ریال – خرید و دانلود

*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***

بهبود زمان تاخیر در شبکه های مبتنی بر نرم افزار بر اساس پروتکل OSPF با استفاده از متریک های فعلی
خلاصه
اگر بخواهیم شبکه های مبتنی بر نرم افزار SDN یا Software Defined Networkingرا تعریف نماییم باید بگوییم نسل جدیدی از شبکه ها با استفاده از لایه های مجازی و سوییچ های مجازی و کنترلر مرکزی سعی می کنند برخی از کارهای کنترلی و مدیریتی سوییچ ها و روترهای شبکه ها را در لایه های بالاتر بصورت نرم افزاری انجام دهند در واقع وابستگی به سخت افزار را کاهش داده و قابلیت های نرم افزاری را افزایش می دهد.[٢][١] این شبکه ها با چالش هایی روبرو هستند از جمله : چگونگی ارتباط بین کنترلر و دستگاه های موجود در شبکه و نیز میزان تاخیر موجود در شبکه که موضوع اصلی پایان نامه اینجانب می باشد. یکی از راه حل های ارائه شده جهت کاهش تاخیر استفاده از الگوریتم های مسیریابی می باشد مانند دیجستراوانتخاب بهترین مسیر از طریق Metric پیام ها ایجاد می شود .با سریع شدن پردازنده یک پروتکل استاندارد به نام OSPF ارائه شد که از پارامتر هزینه و پهنای باند به عنوان Metric استفاده می کند.هدف اینجانب از تحقیق ارائه الگوریتمی مبتنی بر دیجسترا می باشد که در آن علاوه بر Metric هزینه از Metric به نام CLP نیز استفاده می نماید که باعث کاهش بیشتر ترافیک موجود در می شودکه در نهایت باعث بهبود زمان تاخیر می شود.
کلمات کلیدی: OSPF،DELAY،DIJKSTRA، METRIC،SDN
مقدمه
OSPFیک پروتکل مسیریابی Link State و نیز یک پروتکل دروازه داخلی محبوب داخل دروازه IGP در اینترنت می باشد [۵][۴][٣]..توسعه گسترده و سال ها تجربه در اجرای این پروتکل ، بهبودهایی را در عملکرد طبیعی بوجود آورده و متناسب با مسیریابی، ساختار آن نیز تغییر کرده است . حوزه مسیریابی مدرن نیز به حفظ سطح بسیار بالایی از دسترسی بدون خدمات نیاز دارد. از این رو OSPF جهت دستیابی به همگرایی سریع به توپولوژی تغییرات نیاز دارد. همچنین اندازه رو به رشد حوزه های مسیریابی و حضور احتمالی شبکه های Adhoc ٢تلفن همراه (MANET) قطعات بیسیمنیاز به عملیات بسیار مقیاس پذیر در بخشی از OSPF٣ برای جلوگیری از مسیریابی بیثبات دارد. سال های اخیر تلاش های قابل توجهی با هدف بهبود سرعت همگرایی OSPF و همچنین مقیاس پذیری و گسترش OSPF برای دستیابی به یکپارچگی بدون شکاف از شبکه های Adhoc تلفن همراه با شبکه های معمولی سیمی انجام شده است . در این مقاله به بررسی جامع از این تلاش ها در حال حاضر میپردازیم .
بهبود اولویت پکت های OSPFV٢ خاص و اجتناب از ازدحام
این سند بهترین روش کنونی برای جامعه اینترنت را مشخص میکند و پیشنهادها و بحث هایی را برای بهبود درخواست میدهد. توزیع این یادداشت نامحدود است . این سند روش هایی را که در نظر گرفته شده اند که مقیاس پذیری و ثبات یک شبکه بزرگ که از پروتکل ospfv٢استفاده میکند را توصیه میکند. این روش ها شامل فرآیند OSPF Hello و LSA۴ [۴] با اولویت بالاتر در مقایسه با پکت های OSPF دیگر و اجتناب از ازدحام میباشد. [۶]در این سند OSPFV به ٢ OSPFV اشاره میکند. تکنیک های بهبود مقیاس پذیری و ثبات که در اینجا شرح داده شده است ممکن است با ٣ OSPFV پاسخ داده شود اما آن چه که مطرح است این است که به مطالعه و تجربه عملیاتی نیز نیازمند است . یک شبکه بزرگ که در حال اجرای پروتکل OSPF است ممکن است گهگاهی بروزرسانی شبیه سازی و یا نزدیک شبیه سازی تعداد زیادی لینک LSA را تجربه کند. این امر بویژه درست است اگر مهندسی ترافیک OSPF استفاده شده است که افزایش تعداد LSA ها را در شبکه مشخص میکند. ما این رویداد را طوفان LSA مینامیم و ممکن است بوسیله یک شکست غیرقابل پیش بینی یا یک تعمیر برنامه ریزی شده آغاز میشود. شکست ممکن است سخت افزاری، نرم افزاری و یا یک رویه در طبیعت باشد(٢٠٠۵,Choudhury) طوفان LSA باعث بهره وری بالای cpu و حافظه در روتر میشود و باعث میشود بسته های ورودی به تأخیر افتاد، و یا کاهش یابند ack به تأخیر افتاده (متعلق ارزش انتقال مجدد) منجر به ارسال مجدد و بسته های تأخیر hello (متعلق به روتر داخلی) در نتیجه لینک همسایه مجاور بیشتر منجر به یک بازخورد مثبت که در حالت افراطی ممکن است شبکه یک وضعیت ناپایدار داشته باشد. مقدار پیش فرض تایمر ۵ ثانیه است و -router dead-interval ۴٠ ثانیه است . گرچه اخیرا علاقه بسیاری جهت کاهش ازدحام ospf وجود دارد. به عنوان بخشی از این طرح hello و router-dead-interval ۵تعلق دارند. که در طول ازدحام شبکه بوسیله یک طوفان LSA باعث میشود
.[۶]
تعداد LSA های عدم تأیید به همسایه در مدت زمان t =u(t)
یک حد بالا در واحدهایی از LSA عدم تأیید = H
یک حد پایین در واحدهایی از LSA عدم تأیید = L
وقفه بین ارسال LSA موفق در مدت زمان t =g(t)
فاکتوری است که بوسیله وقفه بالا در زمان ازدحام افزایش مییابد و در حین خارج شدن از ازدحام کاهش مییابد = F
مینیمم زمانی که قبل از خروج از وقفه سپری شده است که برای تغییر متمرکز شده است = T
مینیمم ارزش وقفه اجازه داده شده = Gmin
ماکسیمم ارزش وقفه اجازه داده شده = Gmax
معادله زیر نشان میدهد که چگونه وقفه بعد از یک زمان T از زمان آخرین تغییر، تغییر داده شده باشد.[۶]

Max و Min مینیمم و ماکسیمم ارزش های ٢ آرلوگان به ترتیب را نشان میدهند. برای مثال برای پارامترهای متنوع الگوریتم در ادامه میباشد.
H=20,L=10 ,F=2 ,T=1S ,Gmin=20 ms,Gmax=1s
ممکن است اظهار شود که مقیاس پذیری شبکه های بزرگ باید بطور انحصاری با تقسیم شبکه بطور سلسله مراتبی به چندین زمینه حل شود طوری که جریان یابی LSA ها در داخل نواحی محلی باشد، این رویکرد مدیریت شبکه و پیچیدگی طراحی را افزایش میدهد که ممکن است به مسیریابی بهینه کمتر بین نواحی منجر شود. همچنین LSA بیرونی سیستم مستقل در تمامی AS جریان یافته اند و تعداد بیشتری از LSA خلاصه ممکن است به جریان یابی در تمامی نواحی نیاز داشته باشند و تعداد آنها بطور قابل توجه ای افزایش مییابد اگر (RxmtInterval=R(i باشد مقدار بکار رفته در طی ارسال مجدد اول یک LSA بکار میباشد.
Rmax= حداکثر مقدار مجاز RxmtInterval مثال مورد نظر ۴٠ ثانیه است .
Rmin= حداقل مقدار مجاز RxmtInterval مقدار مثال ۵ ثانیه است .
T= حداقل زمانی که باید قبل از شکاف موجود بین LSA های متوالی برای یک همسایه مورد نظر برای تغییر سپری شود.
مقدار مثال ١ ثانیه است .
(U(t= تعداد عدم تأییدهای LSA ها برای همسایه در زمان t روش تحقیق
اولویت بندی بیشتر بسته های OSPF: علاوه بر بسته های طراحی شده به عنوان اولویت بالا در پیشنهاد ١ بخش ٢، ممکن است نیاز به تفکیک اولویت بیشتر در میان بسته های OSPF اولویت پائین وجود داشته باشد. ما استفاده از سه طبقه اولویت بالا، متوسط و کم را پیشنهاد میکند. همان طور که می دانیم پروتکل OSPF از COST به عنوان معیار ارزیابی تاخیر و ازدحام و ترافیک موجود در شبکه استفاده می کند در این مقاله علاوه بر پارامتر COST از معیار دیگری به نام CLP۶ نیز استفاده شده است پارامتر CLP برای کاهش ازدحام و ترافیک در شبکه بکار می رود پارامتر CLP یک خروجی ٠ و ١ دارد پکت هایی که ٠ می باشند اولویت بیشتری دارند و پکت را نگه می دارد و اگر پکت ١ باشد اولویتی ندارد و می تواند در نظر گرفته نشود و پکت حذف شود که استفاده از این روش نیز روشی جدید جهت کاهش ازدحام در شبکه می باشد که می تواند در امر بهبود تاخیر در شبکه بکار رود. با توجه به اینکه OMNETیکی از شبیه ساز های قوی می باشد که از پروتکل OSPF استفاده می کند بنابراین در این مقاله جهت پیاده سازی هدف خود از این شبیه ساز استفاده نمودم . در این پیاده سازی یک آرایه ١٠ تایی در نظر گرفته می شود که میزان تاخیر ١٠ پکت آخر را در خود نگه می دارد هر زمان که پکت می رسد یک Shift به راست داده می شود تا زمانیکه یک دور کامل این ١٠ پکت از طریق شمارنده خوانده شوند.یک تاخیر کلی با نام End to EndDelay می باشد که از فرمول زیر می توان آن را بدست اورد.[٨][٧]

زمانیکه توانستیم Delay End to End را بدست آوردیم آن را با تاخیر پکت آخر مقایسه می کنیم اگر کوچکتر بود ++P و اگر بیشتر بود —Pمی شود در واقع وقتی Delay کم و زیاد می شود تابع برنولی را صدا می زند. بر اساس تابع برنولی P صدا زده می شود که به طور مثال با احتمال ٣٠% به تعدادی از پکت ها احتمال ٠ بدهد و با احتمال ٧٠% به تعدادی از پکت ها احتمال ١ بدهد. خروجی P در CLP ریخته می شود که این پارامتر نیز پکت هایی که اولویت ٠ دارند دارای اولویت بیشتری می باشند و آن پکت را نگه می دارد و اگر اولویت ١ باشند می تواند از پکت صرف نظر کند.
یافته ها
از مقایسه نتایج حاصل از اجرای شبیه ساز ++OMNET (یکبار با مقادیر اولیه و یکبار با درج پارامتر CLP و استفاده از تابع برنولی ) می توان اینگونه ارزیابی کرد :
در جدول ۵-١ نتایج حاصل از شبیه سازی با مقادیر اولیه برای پکت های OSPFHelloPacket می باشد :

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 10700 تومان در 9 صفحه
107,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد