Δίκτυα Ευρείας Ζώνης

Transcript

1 Δίκτυα Ευρείας Ζώνης

2 Περιεχόμενα Τεχνολογίες Μεταγωγέων Πακέτου Multi-Protocol Label Switching

3 Αρχιτεκτονικό Πρότυπο Μεταγωγέα ΑΤΜ Λειτουργικές Απαιτήσεις Χρήστη Ελέγχου Διαχείρισης Έλεγχος τηλεπικοινωνιακής κίνησης Λειτουργικές Μονάδες Εισόδου Εξόδου Μεταγωγής Πακέτου Ελέγχου Αποδοχής Κλήσης Διαχείρισης Συστήματος Κατανομή και Ανάθεση Λειτουργιών

4 Τεχνολογίες Μεταγωγέων Πακέτου Μεταγωγείς Διαμοιραζόμενης Μνήμης Μεταγωγείς Διαμοιραζόμενου Μέσου Μεταγωγείς Διαμοιραζόμενου Χώρου

5 Μεταγωγείς Διαμοιραζόμενης Μνήμης Μνήμη: Καθολικά κοινή Πιο αποδοτικό Λιγότερο δίκαιο Διαμοιρασμένη σε τμήματα (ένα για κάθε θύρα εξόδου) Ν Θύρα εισόδου M U X μεταγωγή Θύρα εξόδου Ν Στενωπός: ταχύτητα προσπέλασης μνήμης Έλεγχος

6 Μεταγωγείς Διαμοιραζόμενου Μέσου Βασικά Χαρακτηριστικά: πακέτα πολυπλέκονται σε ένα κοινό μέσο: δίαυλος ή δακτύλιος ταχύτητα μέσου άθροισμα ταχυτήτων εισερχόμενων ζεύξεων απαραίτητη η παρουσία ενταμιευτή μικρού μεγέθους χρησιμοποιούνται ενδιάμεσες μνήμες εξόδου για να αντιμετωπιστεί ο τυχόν μεγαλύτερος ρυθμός άφιξης των πακέτων σε μία έξοδο σε σχέση με τον ρυθμό εξυπηρέτησης της ζεύξης κάθε έξοδος έχει μοναδική διεύθυνση υποστηρίζουν multicast & broadcast αποδοτικοί όταν ταχύτητα μέσου > άθροισμα ταχυτήτων ζεύξεων εισόδου Βασικό μειονέκτημα: όσο ο αριθμός των ζεύξεων ή η ταχύτητά τους αυξάνεται, η απόδοση του συστήματος ελαττώνεται (η ταχύτητα του μέσου είναι σταθερή) δύσκολα αναβαθμίσιμα συστήματα Παραδείγματα...

7 Μεταγωγέας ΑΤΜ Διαμοιραζόμενου Δακτυλίου ` Δακτύλιος Γραμμές Εισόδου / Δακτύλιος Ν Εξόδου

8 Σπονδυλωτός Μεταγωγέας ΑΤΜ Διαμοιραζόμενου Διαύλου Ν Ν Μ Μ Μ Ν Μ Μ Ν

9 Μεταγωγείς Διαμοιραζόμενου Χώρου Μειονεκτήματα ΜΔ μνήμης/μέσου: πολύπλεξη/αποπολύπλεξη περιορισμένες δυνατότητες αναβάθμισης μεταγωγέα κεντρικά υλοποιημένες λειτουργίες ελέγχου και διαχείρισης μνήμης αυξημένη πολυπλοκότητα συστήματος μεταγωγής Μεταγωγή διαμοιραζόμενου χώρου: προϋποθέτει εγκατάσταση φυσικής διαδρομής πολλαπλά πακέτα από διαφορετικές θύρες εισόδου μπορούν να μεταφερθούν ταυτόχρονα σε πολλαπλές ζεύξεις κατανεμημένος εσωτερικά έλεγχος συστήματα χαμηλής πολυπλοκότητας

10 Μεταγωγέας Φραγής-Διασταύρωσης Ηλεκτρομηχανική λειτουργία: πλέγμα από ράβδους Τεχνολογία μήτρας 0 Ε ί σ ο δ ο ι 8 9 Κατάσταση Φραγής Κατάσταση Διασταύρωσης Έξοδοι

11 Μεταγωγέας Banyan Τεχνολογία δένδρου (είσοδος:ρίζα, έξοδοι: φύλλα) Συνδυάζοντας δέντρα, δηλαδή εισόδους, που μοιράζονται ενδιάμεσες βαθμίδες μεταγωγής σχηματίζουμε δάσος Διέλευση Διασταύρωση

12 Τοπολογίες Δικτύων Banyan: (α) Διπλωμένο δίκτυο (β) δίκτυο Ωμέγα (α) (β)

13 Χαρακτηριστικά Μεταγωγέα Banyan Συνολικές επαφές: k (Ν/k) log k N < Ν Αυτοδρομολόγηση (σύμφωνα με προορισμό) Εσωτερικό μπλοκάρισμα Δεν υποστηρίζουν πολλαπλή εκπομπή πακέτου Αναβαθμίσιμα

14 Μεταγωγέας Delta Σε κάθε θύρα εξόδου ανατίθεται μία μοναδική ετικέτα δρομολόγησης κάθε ψηφίο της ετικέτας χρησιμεύει για την δρομολόγηση του πακέτου στα επιμέρους ενδιάμεσα στοιχεία μεταγωγής Η διαδρομή που ακολουθεί ένα πακέτο περιγράφεται από την ετικέτα Αυτοδρομολόγηση

15 Παράδειγμα μεταγωγέα Delta 8x8 (000) (00) (00) (0) (00) (0) (0) ()

16 Χαρακτηριστικά μεταγωγέα Delta Ίσος αριθμός εισόδων εξόδων (Ν x N) Όμοια στοιχεία μεταγωγής (k x k) β=log k N βαθμίδες κάθε βαθμίδα έχει δ=n/k δομικά στοιχεία α=log k N ψηφία για την ετικέτα (προηγούμενο παράδειγμα: Ν=8, k=, β= και δ= )

17 Παράδειγμα Αυτοδρομολόγησης Cell destined for output port (= 00 )

18 Παράδειγμα Αυτοδρομολόγησης Cell destined for output port (= 00 )

19 Παράδειγμα Αυτοδρομολόγησης Cell destined for output port (= 00 )

20 Παράδειγμα Αυτοδρομολόγησης Cell destined for output port (= 00 )

21 Παράδειγμα Αυτοδρομολόγησης Cell destined for output port (= 00 )

22 Παράδειγμα Αυτοδρομολόγησης Cell destined for output port (= 00 )

23 Παράδειγμα Αυτοδρομολόγησης Cell destined for output port (= 00 )

24 Παράδειγμα Αυτοδρομολόγησης Cell destined for output port (= 00 )

25 Παράδειγμα Αυτοδρομολόγησης Cell destined for output port (= 00 )

26 Παράδειγμα Αυτοδρομολόγησης Cell destined for output port (= 00 )

27 Παράδειγμα Αυτοδρομολόγησης Cell destined for output port (= 00 )

28 Παράδειγμα Αυτοδρομολόγησης Cell destined for output port (= 00 )

29 Πολλαπλά Ταυτόχρονα Μονοπάτια (=0 =)

30 Πολλαπλά Ταυτόχρονα Μονοπάτια (=0 =)

31 Πολλαπλά Ταυτόχρονα Μονοπάτια (=0 =)

32 Πολλαπλά Ταυτόχρονα Μονοπάτια (=0 =)

33 Πολλαπλά Ταυτόχρονα Μονοπάτια (=0 =)

34 Πολλαπλά Ταυτόχρονα Μονοπάτια (=0 =)

35 Πολλαπλά Ταυτόχρονα Μονοπάτια (=0 = =00)

36 Πολλαπλά Ταυτόχρονα Μονοπάτια (=0 = =00)

37 Πολλαπλά Ταυτόχρονα Μονοπάτια (=0 = =00)

38 Πολλαπλά Ταυτόχρονα Μονοπάτια (=0 = =00)

39 Πολλαπλά Ταυτόχρονα Μονοπάτια (=0 = =00)

40 Πολλαπλά Ταυτόχρονα Μονοπάτια (=0 = =00)

41 Σύγκρουση πακέτων Συμβαίνει όταν πακέτα φθάσουν Στο ίδιο output port (output port contention) Σε ένα στοιχείο μεταγωγής, ακόμα και αν αυτά κατευθύνονται σε διαφορετική τελική έξοδο (path contention) Μπορεί να ελεγχθεί με: χρησιμοποίηση ενταμιευτών σε κάθε στοιχείο μεταγωγής αύξηση της εσωτερικής ταχύτητας του μεταγωγέα σε σχέση με την ταχύτητα λειτουργίας των εισόδων του χρήση μηχανισμών μεταξύ στοιχείων μεταγωγής για καθυστέρηση μεταφοράς μπλοκαρισμένων πακέτων χρησιμοποίηση πολλαπλών δικτύων μεταγωγής παράλληλα για την παροχή εναλλακτικών διαδρομών

42 Output Port Contention

43 Output Port Contention

44 Output Port Contention

45 Output Port Contention

46 Output Port Contention

47 Output Port Contention

48 Output Port Contention

49 Path Contention 0 0

50 Path Contention 0 0

51 Path Contention 0 0

52 Path Contention

53 Path Contention

54 Path Contention

55 Path Contention

56 Λύση: Batcher-Banyan Batcher Sorter Banyan (Delta)

57 Batcher-Banyan Example 0 0 0

58 Batcher-Banyan Example 0 0 0

59 Batcher-Banyan Example 0

60 Batcher-Banyan Example 0 0 0

61 Batcher-Banyan Example 0

62 Batcher-Banyan Example 0

63 Batcher-Banyan Example 0 0 0