%34تخفیف

دانلود پروژه: ارزیابی تأثیر پروتکل‌های مسیریابی داخلی بر پارامترهای QoS در ارسال ترافیک صوت بر روی زیرساخت MPLS VPN

تعداد 124 صفحه در فایل word

چکیده

ايجاد يك شبكه اختصاصي با استفاده از خطوط اختصاصي اگرچه مزايايي همچون امنيت اطلاعات و تضمين پهناي باند را دارد، اما بسیار گران است. استفاده از شبكه اختصاصي مجازي (VPN[1]) راه‌حلی جهت كاهش هزینه‌هاست. به‌این‌ترتیب كه به‌جای استفاده از خطوط مخابراتي اختصاصي جهت ايجاد شبكه، از Backbone و مسيرهاي ارتباطي عمومي شبکه‌های موجود، نظير اینترنت يا شبكه شرکت‌های ارائه‌دهنده ارتباطات زیرساخت استفاده می‌گردد. در اين روش کافی است مراكزي كه می‌خواهند به هم مرتبط شوند به‌جای استفاده از خطوط اختصاصي بين هم، فقط يك لينک به نزدیک‌ترین PoP[2] Site شرکت ارائه‌دهنده سرویس داشته باشند. در VPNهایی که با استفاده از فنّاوری‌های لايه دوم نظير ATM[3] وFrame Relay پیاده‌سازی می شوند، با گسترش و بزرگ شدن شبكه، تعداد مدارهاي مجازي مورد نياز جهت رسيدن به مسير دهي بهينه به‌صورت غير خطي افزايش پيدا می‌کند، لذا مهندسي ترافيك با استفاده از VPN لايه دوم مشكل است. جهت حل اين مشكل استاندارد MPLS[4] VPN تهيه شد. اين استاندارد ،راهكارهاي VPN لايه سوم را ارائه می‌کند كه از پروتكل BGP[5] جهت حمل اطلاعات مسيریابی بر روي يك MPLS Core  استفاده می‌نماید و از مقیاس‌پذیری بهتري برخوردار است. در این پایان‌نامه ابتدا به معرفی و تشریح فنّاوری MPLS VPN خواهیم پرداخت و سپس به‌وسیله شبیه‌ساز OPNET تأثیر پروتکل‌های مسیریابی داخلی OSPF[6]، RIP[7]، EIGRP[8] و IS-IS[9] را بر پارامترهای [10]QoS در ارسال ترافیک صوت بر روی زیرساخت MPLS VPN ارزیابی می‌کنیم. لازم به ذکر است پیاده‌سازی MPLS VPN با پروتکل‌های مسیریابی OSPF و IS-IS که جزء پروتکل‌های مسیریابی
Link State هستند، همراه با مهندسی ترافیک خواهد بود.

کلمات کلیدی: MPLS ، TE، VPN، QoS

[1] Virtual Private Network

[2] Point of Presence

[3] Asynchronous transfer mode

[4] Multi-protocol Label Switching

[5] Border Gateway Protocol

[6] Open Shortest Path First

[7] Routing Information Protocol

[8] Enhanced Interior Gateway Protocol

[9] Intermediate System-Intermediate System

[10] Quality of Service

فهرست مطالب

فهرست مطالب… ‌ه

چکیده 1

فصل اول مقدمه و طرح مسئله. 2

1-1        مقدمه. 3

1-2        مساله پژوهش و اهداف آن. 3

1-3        مروری بر کارهای مرتبط و بیان وجه تمایز پایان نامه حاضر با آن ها 5

فصل دوم  Voice over IP و نیازمندی های کیفیت سرویس آن. 8

2-1     آشنایی با Voice over IP. 9

2-2     مروری مختصر بر فرآیند انتقال صوت از طریق شبکه. 9

2-3     استانداردهای کنترل تماس و سیگنالینگ در VoIP. 12

2-4        کیفیت سرویس در VoIP. 14

2-4-1        MOS   16

2-4-2           تاخیر. 20

2-4-3           ناپایداری تاخیر. 20

2-4-4           نرخ از دست رفتن بسته ها 22

فصل سوم MPLS و قابلیت های آن. 23

3-1        مروری بر انواع روش‌های مسیریابی در شبکه‌های داده 24

3-1-1        پروتکل مسیریابی RIP. 25

3-1-2        پروتکل مسیریابی OSPF. 26

3-1-3        پروتکل مسیریابی IS-IS. 28

3-1-4        پروتکل مسیریابی EIGRP. 32

3-1-5        پروتکل مسیریابی BGP. 35

3-2                MPLS. 35

3-2-1        نحوه هدایت بسته‌ها در MPLS در مقایسه با IP. 36

3-2-2        معماری MPLS. 38

3-2-3        ساختار سرآیند (Header) پروتکل MPLS. 39

3-2-4 MPLS Label Stack       ………………………………………………………………………………… 40

3-2-5        LSR 41

3-2-6        FEC.. 42

3-2-7        LSP 43

3-2-8PHP        …………………………………………………………………………………………………….. 43

3-3     MPLS VPN  44

3-3-1           کلیات VPN.. 44

3-3-1-1            Overlay VPN   45

3-3-1-2             Peer to Peer VPN………………………………………………………………………………………………………. 45

3-3-2        معماری MPLS VPN.. 47

3-3-2-1       VRF. 48

3-3-2-2       RD.. 50

3-3-2-3       RT. 51

3-4                MPLS TE. 52

3-4-1       تفاوت مهندسی ترافیک با مهندسی شبکه. 52

3-4-2        مهندسی ترافیک در شبکه‌های IP. 53

3-4-2-1           مسئله Fish Problem در شبکه IP. 53

3-4-2-2           مهندسی ترافیک با مجتمع سازی IP و ATM (IP over ATM) 54

3-4-3        مهندسی ترافیک در شبکه MPLS. 55

3-4-3-1           توزیع اطلاعات در شبکه MPLS TE. 56

3-4-3-2            محاسبه و ایجاد مسیر. 58

3-4-3-3            هدایت ترافیک موردنظر بر روی تونل ایجاد شده 63

3-4-3-4           مکانیسم Make-Before-Break. 64

3-4-3-5            تنظیم پهنای باند برای رزرو توسط Auto Bandwidth. 66

3-4-4        اجرای MPLS VPN بر روی MPLS TE. 67

فصل چهارم  طراحی و پیکربندی سناریوهای شبیه‌سازی.. 68

4-1     کلیات شبیه سازی.. 69

4-2     آشنایی با شبیه‌ساز OPNET. 69

4-2-1       ویرایشگر Network. 71

4-2-2        ویرایشگر Node. 72

4-2-3        ویرایشگر Process 74

4-3         مراحل انجام شبیه‌سازی در شبیه‌ساز OPNET. 76

4-4        سناریوهای شبیه‌سازی.. 76

فصل پنجم  نتایج شبیه‌سازی.. 81

5-1        مقدمه. 82

5-2        ارزیابی پارامتر تأخیر. 82

5-2-1           نتایج شبیه‌سازی برای ارسال ترافیک صوت با نرخ 250 تماس بر ساعت… 83

5-2-2           نتایج شبیه‌سازی برای ارسال ترافیک صوت با نرخ 1000 تماس بر ساعت… 84

5-2-3           نتایج شبیه‌سازی برای ارسال ترافیک صوت با نرخ 4000 تماس بر ساعت… 86

5-3        ارزیابی پارامتر ناپایداری تأخیر. 88

5-3-1           نتایج شبیه‌سازی برای ارسال ترافیک صوت با نرخ 250 تماس بر ساعت… 88

5-3-2        نتایج شبیه‌سازی برای ارسال ترافیک صوت با نرخ 1000 تماس بر ساعت… 90

5-3-3           نتایج شبیه‌سازی برای ارسال ترافیک صوت با نرخ 4000 تماس بر ساعت… 92

5-4        ارزیابی پارامتر MOS. 93

5-4-1        نتایج شبیه‌سازی برای ارسال ترافیک صوت با نرخ 250 تماس بر ساعت… 94

5-4-2           نتایج شبیه‌سازی برای ارسال ترافیک صوت با نرخ 1000 تماس بر ساعت… 94

5-4-3           نتایج شبیه‌سازی برای ارسال ترافیک صوت با نرخ 1000 تماس بر ساعت… 95

5-5     ارزیابی پارامتر Packet Loss 96

5-5-1           نتایج شبیه‌سازی برای ارسال ترافیک صوت با نرخ 250 تماس بر ساعت… 97

5-5-2           نتایج شبیه‌سازی برای ارسال ترافیک صوت با نرخ 1000 تماس بر ساعت… 98

5-5-3           نتایج شبیه‌سازی برای ارسال ترافیک صوت با نرخ 4000 تماس بر ساعت… 99

فصل ششم  نتیجه‌گیری و پیشنهادها 100

6-1         نتیجه‌گیری.. 101

6-2           پیشنهاد برای تحقیقات آتی.. 101

مراجع. 103

پیوست الف – پیکربندی مسیریاب های سناریوهای شبیه سازی بر اساس تجهیزات سیسکو. 107

فهرست شکل‌ها

شکل ‏2‑1 نمونه برداری از سیگنال پیوسته. 10

شکل ‏2‑2 رقمی سازی و تبدیل سیگنال آنالوگ به دیجیتال. 10

شکل ‏2‑3 کد گذاری صوت و تبدیل آن به صفر و یک… 11

شکل ‏2‑4 روند انتقال ترافیک صوت در VoIP. 11

شکل ‏2‑5 سربارهای اضافه‌شده به جریان ویدیو در پروتکل RTP. 13

شکل ‏2‑6 انواع روش های مقایسه کیفیت صدا 16

شکل ‏2‑7 الگوریتم PESQ.. 18

شکل ‏2‑8 محاسبه تاخیر در VoIP. 21

شکل ‏2‑9 پارامترهای محاسبه Jitter 22

شکل ‏3‑1 ساختار آدرس NSAP در شبکه CLNS. 29

شکل ‏3‑2 نمونه‌ای از آدرس‌دهی مسیریاب‌ها در پروتکل IS-IS. 30

شکل ‏3‑3 هدایت بسته‌ها در شبکه‌های IP معمولی.. 37

شکل ‏3‑4 هدایت بسته‌ها بر اساس برچسب در شبکه MPLS. 37

شکل ‏3‑5 معماری MPLS. 38

شکل ‏3‑6 ساختار سرآیند (Header) MPLS. 39

شکل ‏3‑7 بسته‌ای با 3 برچسب MPLS. 41

شکل ‏3‑8 MPLS Label Stack. 41

شکل ‏3‑9 مسیریاب‌های LSR و Edge LSR در شبکه MPLS. 42

شکل ‏3‑10 حذف شدن label در آخرین مسیریاب بدون استفاده از PHP. 43

شکل ‏3‑11 حذف شدن برچسب در مسیریاب یکی مانده به آخر با استفاده از PHP. 44

شکل ‏3‑12 مسیریابی در VPN های Peer to Peer 45

شکل ‏3‑13 انجام Packet filtering در مسیریاب سرویس‌دهنده برای جلوگیری از دسترسی مشترکین به شبکه‌های یکدیگر  46

شکل ‏3‑14 استفاده از مسیریاب اختصاصی در هر PoP Site برای جلوگیری از دسترسی مشترکین به شبکه‌های یکدیگر  47

شکل ‏3‑15 نمای کلی از یک شبکه MPLS VPN.. 48

شکل ‏3‑16 جدول مسیریابی مجازی جداگانه برای هر مشترک در مسیریاب PE شبکه MPLS VPN.. 49

شکل ‏3‑17 انتقال اطلاعات مسیریابی مشترکین بین PE مسیریاب‌ها از طریق پروتکل BGP. 50

شکل ‏3‑18 فرمت RD.. 51

شکل ‏3‑19 اطلاعات ارسالی در بسته‌های آپدیت BGP بین مسیریاب‌های لبه شبکه MPLS VPN.. 52

شکل ‏3‑20 نمایش برچسب بسته‌های ترافیک هنگام عبور از شبکه MPLS VPN.. 52

شکل ‏3‑21 مسئله Fish Problem در شبکه IP. 54

شکل ‏3‑22 تغییر هزینه لینک‌ها در TE به‌وسیله Administrative Weight 57

شکل ‏3‑23 ارسال اطلاعات وضعیت لینک‌ها هنگام مهم بودن تغییرات پهنای باند. 58

شکل ‏3‑24 یک توپولوژی برای بررسی نحوه عملکرد CSPF. 59

شکل ‏3‑25  یک توپولوژی برای بررسی کاربرد attribute flag در انتخاب مسیر توسط پروتکل CSPF. 60

شکل ‏3‑26 یک توپولوژی برای بررسی عملکرد پروتکل RSVP. 62

شکل ‏3‑27 یک توپولوژی برای بررسی عملکرد مکانیسم make before break. 64

شکل ‏3‑28 یک توپولوژی برای بررسی روش SE در مکانیسم make-before-break. 65

شکل ‏3‑29 پیاده‌سازی MPLS VPN بروی MPLS TE. 67

شکل ‏4‑1 نمایی از ویرایشگرهای اصلی موجود در شبیه‌ساز OPNET. 71

شکل ‏4‑2  نمایی از Object palette در شبیه‌ساز OPNET. 72

شکل ‏4‑3 نمای ماژول پردازش گر و ماژول صف… 74

شکل ‏4‑4  نمایی از انواع ماژول‌های فرستنده و گیرنده در شبیه‌ساز OPNET. 74

شکل ‏4‑5 نمایی از یک STD در ویرایشگر Process 75

شکل ‏4‑6 مراحل انجام شبیه‌سازی در شبیه‌ساز OPNET. 76

شکل ‏4‑7 نمایی از توپولوژی به‌کاررفته در سناریوهای شبیه‌سازی.. 78

شکل ‏5‑1 گزارش ابزار NetDoctor از بررسی پیکربندی سناریوهای شبیه‌سازی.. 82

شکل ‏5‑2 مقایسه پارامتر تأخیر در ارسال ترافیک صوت با نرخ 250 تماس در ساعت برای پروتکل‌های مسیریابی داخلی RIP، EIGRP، OSPF و IS-IS در بستر MPLS VPN.. 83

شکل ‏5‑3 مقایسه پارامتر تأخیر در ارسال ترافیک صوت با نرخ 250 تماس در ساعت برای پروتکل‌های مسیریابی داخلی EIGRP، OSPF و IS-IS در بستر MPLS VPN.. 84

شکل ‏5‑4 مقایسه پارامتر تأخیر در ارسال ترافیک صوت با نرخ 1000 تماس در ساعت برای پروتکل‌های مسیریابی داخلی RIP، EIGRP، OSPF و IS-IS در بستر MPLS VPN.. 85

شکل ‏5‑5 مقایسه پارامتر تأخیر در ارسال ترافیک صوت با نرخ 1000 تماس در ساعت برای پروتکل‌های مسیریابی داخلی EIGRP، OSPF و IS-IS در بستر MPLS VPN.. 86

شکل ‏5‑6 مقایسه پارامتر تأخیر در ارسال ترافیک صوت با نرخ 4000 تماس در ساعت برای پروتکل‌های مسیریابی داخلی RIP، EIGRP، OSPF و IS-IS در بستر MPLS VPN.. 87

شکل ‏5‑7 مقایسه پارامتر تأخیر در ارسال ترافیک صوت با نرخ 4000 تماس در ساعت برای پروتکل‌های مسیریابی داخلی EIGRP، OSPF و IS-IS در بستر MPLS VPN.. 87

شکل ‏5‑8 مقایسه پارامتر ناپایداری تأخیر (Jitter) در ارسال ترافیک صوت با نرخ 250 تماس در ساعت برای پروتکل‌های مسیریابی داخلی RIP، EIGRP، OSPF و IS-IS در بستر MPLS VPN.. 89

شکل ‏5‑9 مقایسه پارامتر ناپایداری تأخیر (Jitter)  در ارسال ترافیک صوت با نرخ 250 تماس در ساعت برای پروتکل‌های مسیریابی داخلی EIGRP، OSPF و IS-IS در بستر MPLS VPN.. 90

شکل ‏5‑10 مقایسه پارامتر ناپایداری تأخیر (Jitter)  در ارسال ترافیک صوت با نرخ 1000 تماس در ساعت برای پروتکل‌های مسیریابی داخلی RIP، EIGRP، OSPF و IS-IS در بستر MPLS VPN.. 91

شکل ‏5‑11 مقایسه پارامتر ناپایداری تأخیر (Jitter)  در ارسال ترافیک صوت با نرخ 1000 تماس در ساعت برای پروتکل‌های مسیریابی داخلی EIGRP، OSPF و IS-IS در بستر MPLS VPN.. 91

شکل ‏5‑12 مقایسه پارامتر ناپایداری تأخیر (Jitter)  در ارسال ترافیک صوت با نرخ 1000 تماس در ساعت برای پروتکل‌های مسیریابی داخلی RIP، EIGRP، OSPF و IS-IS در بستر MPLS VPN.. 92

شکل ‏5‑13 مقایسه پارامتر ناپایداری تأخیر (Jitter)  در ارسال ترافیک صوت با نرخ 4000 تماس در ساعت برای پروتکل‌های مسیریابی داخلی EIGRP، OSPF و IS-IS در بستر MPLS VPN.. 93

شکل ‏5‑14 مقایسه پارامتر MOS  در ارسال ترافیک صوت با نرخ 250 تماس در ساعت برای پروتکل‌های مسیریابی داخلی RIP، EIGRP، OSPF و IS-IS در بستر MPLS VPN.. 94

شکل ‏5‑15 مقایسه پارامتر MOS  در ارسال ترافیک صوت با نرخ 1000 تماس در ساعت برای پروتکل‌های مسیریابی داخلی RIP، EIGRP، OSPF و IS-IS در بستر MPLS VPN.. 95

شکل ‏5‑16 مقایسه پارامتر MOS  در ارسال ترافیک صوت با نرخ 4000 تماس در ساعت برای پروتکل‌های مسیریابی داخلی RIP، EIGRP، OSPF و IS-IS در بستر MPLS VPN.. 96

شکل ‏5‑17 مقایسه ترافیک ارسال شده و دریافت شده توسط ایستگاه های کاری با نرخ 250 تماس در ساعت برای پروتکل‌های مسیریابی داخلی RIP، EIGRP، OSPF و IS-IS در بستر MPLS VPN.. 97

شکل ‏5‑18 مقایسه ترافیک ارسال شده و دریافت شده توسط ایستگاه‌های کاری با نرخ 1000 تماس در ساعت برای پروتکل‌های مسیریابی داخلی RIP، EIGRP، OSPF و IS-IS در بستر MPLS VPN.. 98

شکل ‏5‑19 مقایسه ترافیک ارسال‌شده و دریافت شده توسط ایستگاه‌های کاری با نرخ 4000 تماس در ساعت برای پروتکل‌های مسیریابی داخلی RIP، EIGRP، OSPF و IS-IS در بستر MPLS VPN.. 99

شکل الف‑1 آدرس‌های IP تنظیم‌شده در شبکه سرویس دهنده 107

شکل ‏الف‑2 آدرس‌های IP تنظیم‌شده در شبکه مشترک.. 108

شکل ‏الف‑3 تنظیم آدرس IP در شبیه‌ساز OPNET. 108

شکل ‏الف‑4 نمایی از تنظیمات VRF در شبیه‌ساز OPNET. 119

شکل ‏الف‑5 نمایی از پیکربندی پروتکل BGP در شبیه‌ساز OPNET. 121

شکل الف‑6 نمایی از تنظیمات مربوط به مهندسی ترافیک در شی dynamic LSP. 125

فهرست جدول‌ها

جدول ‏2‑1 مشخصات برخی از استانداردهای فشرده‌سازی صدا 12

جدول ‏2‑2 مقادیر MOS. 17

جدول ‏2‑3 رابطه بین R و امتیاز MOS. 19

جدول ‏3‑1 مقایسه OSPF با IS-IS. 32

جدول ‏3‑2 شرح فیلدهای موجود در سرآیند پروتکل MPLS. 39

جدول ‏3‑3  برچسب‌های رزرو شده و RFC مربوط به آن‌ها 40

جدول ‏3‑4 انواع پیغام در پروتکل RSVP-TE. 63

جدول ‏3‑5 متغیرهای مورداستفاده در Auto Bandwidth. 66

جدول ‏4‑1 فرضیات سناریوهای شبیه سازی.. 77

جدول ‏4‑2 تجهیزات به‌کاررفته در سناریوهای شبیه‌سازی.. 78

جدول ‏4‑3 لینک‌های استفاده‌شده در سناریوهای شبیه‌سازی.. 79

جدول ‏4‑4 اشیای utility برای پیکربندی سناریوها در شبیه‌ساز OPNET. 80

جدول ‏5‑1 متوسط مقدار تأخیر برای پروتکل‌های مسیریابی داخلی در ارسال ترافیک صوت روی بستر MPLS VPN با نرخ 250 تماس بر ساعت… 83

جدول ‏5‑2 متوسط مقدار تأخیر برای پروتکل‌های مسیریابی داخلی در ارسال ترافیک صوت روی بستر MPLS VPN با نرخ 1000 تماس بر ساعت… 84

جدول ‏5‑3 متوسط مقدار تأخیر برای پروتکل‌های مسیریابی داخلی در ارسال ترافیک صوت روی بستر MPLS VPN با نرخ 4000 تماس بر ساعت… 86

جدول ‏5‑4 مقدار ناپایداری تأخیر برای پروتکل‌های مسیریابی داخلی در ارسال ترافیک صوت روی بستر MPLS VPN با نرخ 250 تماس بر ساعت… 88

جدول ‏5‑5 مقدار ناپایداری تأخیر برای پروتکل‌های مسیریابی داخلی در ارسال ترافیک صوت روی بستر MPLS VPN با نرخ 1000 تماس بر ساعت… 90

جدول ‏5‑6 متوسط مقدار ناپایداری تأخیر برای پروتکل‌های مسیریابی داخلی در ارسال ترافیک صوت روی بستر MPLS VPN با نرخ 4000 تماس بر ساعت… 92

جدول ‏5‑7 میانگین پارامتر MOS در ارسال ترافیک صوت با نرخ 250 تماس در ساعت برای پروتکل‌های مسیریابی داخلی RIP، EIGRP، OSPF و IS-IS در بستر MPLS VPN.. 94

جدول ‏5‑8 میانگین پارامتر MOS در ارسال ترافیک صوت با نرخ 1000 تماس در ساعت برای پروتکل‌های مسیریابی داخلی RIP، EIGRP، OSPF و IS-IS در بستر MPLS VPN.. 94

جدول ‏5‑9 متوسط پارامتر MOS در ارسال ترافیک صوت با نرخ 4000 تماس در ساعت برای پروتکل‌های مسیریابی داخلی RIP، EIGRP، OSPF و IS-IS در بستر MPLS VPN.. 95

جدول الف‑1 آدرس‌های Loopback مسیریاب‌های موجود در شبکه سرویس دهنده 109

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo