Διαχείριση Πόρων σε Δίκτυα MPLS τα οποία υποστηρίζουν Πολλές Κλάσεις Υπηρεσιών

This master thesis considers the problem of routing flows belonging to different Classes of Services with different QoS requirements across MPLS capable networks. At first the functional capabilities are specified that need to be supported in order to optimize network resource utilization, and satisfy business - or service - or network-level QoS requirements in a scalable and controlled manner. The thesis focuses on the design of an architecture appropriate to combine MPLS with QoS-Policy based routing capable components. Existing label switching technologies assume that routing is accomplished basically using traditional network layer routing protocols. Consequently network administrators have no control on the way traffic navigates within the network. This can easily lead to undesirable situations where some parts of the network are congested and some others are underutilized. Future Internet imposes the demand for advanced network control and management mechanisms. Combining label switching technologies with routing mechanisms that both take into account network performance metrics and give network administrators the ability to influence routing decisions according their preference appears to be a very challenging solution to cost-effectively and efficiently engineer future Internet. This thesis proposes to apply a routing mechanism based on implied costs as an appropriate solution to the traffic engineering problem. Such implied costs reflect network congestion as well as the interdependencies among flows in the network. The algorithms proposed were implemented and sample medium size networks were used in order to test their feasibility. The results have shown that the proposed solution is a feasible one and with the appropriate extentions to MPLS could be applied to current protocol implementations in order to efficiently control the use of resources.Αυτή η εργασία ασχολείται με το πρόβλημα της δρομολόγησης ροών μέσα από MPLS δίκτυα. Οι ροές αυτές μπορεί να έχουν απαιτήσεις σε ποιότητα υπηρεσία. Περιγράφομε την απαιτούμενη λειτουργικότητα για την βελτιστοποιήση της χρήσης των πόρων του δικτύου να ικανοποιούνται οι στόχοι του διαχειριστή και οι απαιτήσεις σε ποιότητα υπηρεσίας που έχει η κάθε ροή. Η εργασία επικεντρώνεται στον σχεδιασμό μια αρχιτεκτονικής η οποία συνδυάζει και επεκτείνει μηχανισμούς του MPLS με τεχνικές δρομολόγησης οι οποίες βασίζονται σε QoS-Policy. Οι υπάρχουσες τεχνολογίες για μεταγωγή με ετικέτα υποθέτουν ότι η δρομολόγηση γίνεται με χρήση των παραδοσιακών πρωτοκόλλων δρομολόγησης. Αυτό όμως μπορεί να μας οδηγήσει σε καταστάσεις όπου σε μερικά τμήματα του δικτύου υπάρχει συμφόρηση ενώ άλλα τμήματα υποχρησιμοποιούνται. Τα δίκτυα σήμερα έχουν απαιτήσεις για καλούς μηχανισμούς ελέγχου και διαχείρισης του δικτύου. Ο συνδυασμός των τεχνολογιών για μεταγωγή με ετικέτα με μηχανισμούς δρομολόγησης οι οποίοι θα μπορούν να λαμβάνουν υπόψη μέτρα τα οποία θα μετρούν την απόδοση του δικτύου και την ίδια στιγμή θα δίνουν την δυνατότητα στον διαχειριστή του δικτύου να επηρεάζει την απόφαση για την δρομολόγηση με σκοπό να πετύχει τους στόχους του, φαίνεται να είναι μια πολύ καθαρή λύση για το διαδίκτυο. Για να το κατορθώσομε αυτό, χρησιμοποιούμε μερικές από τις επεκτάσεις που έχουν προταθεί για το MPLS και επιπλέον εισάγουμε ένα μηχανισμό για επιλογή μονοπατιού ο oποίος βασίζεται στην αρχή του συνεπαγόμενου κόστους (Implied cost). Το συνεπαγόμενο κόστος αντανακλά τόσο την συμφόρηση που υπάρχει στο δίκτυο όσο και την αλληλεξαρτήσεις που υπάρχουν μεταξύ των διαφόρων ροών που υπάρχουν μέσα στο δίκτυο. Επίσης το συνεπαγόμενο κόστος παρέχει και ένα μηχανισμό για να αποφασίζουμε πότε πρέπει να αυξήσουμε ή να μειώσουμε τους πόρους που έχουμε δεσμεύσει για διάφορες κλάσεις υπηρεσίας. Τέλος μας παρέχουν ένα καλό μηχανισμό για επιλογή του μονοπατιού που θα χρησιμοποιήσουμε. Στην εργασία αυτή προτείνομε μια αρχειτεκτονική η οποία συνδιάζει την θεωρία του συνεπαγώμενου κόστους με μερικές επεκτάσεις του MPLS. Αυτή αρχειτεκτονική παρέχει ένα μηχανισμό για δρομολόγηση μεταξύ πολλαπλών μονοπατιών των κλήσεων. Αυτός ο μηχανισμός δρομολόγησης οδηγεί σε βελτιστοποίηση της χρήσης των πόρων του δικτύου και στην μεγιστοποίησει του κέρδους του παροχέ