2.1. Разработка трафика mpls

Сети MPLS состоят из граничных и основных маршрутизаторов. Пакеты передаются по одному из LSP, которые устанавливаются между входными и выходными маршрутизаторами. Как только пакет входит в сети MPLS и передается в LSP, основные маршрутизаторы передают пакет по LSP. Отображаемое значение метки для LSP доставляется с помощью RSVP (Resource Reservation Protocol) [11] на соседние маршрутизаторы. Смежные маршрутизаторы также доставляют сопоставленную метку для LSP к соседним маршрутизаторам. Таким образом, доставка ярлыков ведется по принципу «hop-by-hop».

Инфраструктура трафика MPLS обеспечивает преимущества по сравнению с сетью IP, то есть обеспечивает гибкое управление трафиком в транспортной страте. LSP могут либо маршрутизироваться явно (вручную), либо динамически маршрутизироваться алгоритмом CSPF (с ограничениями по кратчайшему пути).

DS-TE (DiffServ-Aware MPLS Traffic Engineering) [12] стандартизована и реализована [7, 13, 14] в качестве одного из методов проектирования трафика MPLS. Основанный на CSPF, эта функция не только автоматически корректирует полосу пропускания LSP, но также динамически перенаправляет LSP, когда определенная физическая связь на текущих маршрутах LSP становится меньше емкости.

Для выполнения функции DS-TE маршрутизаторы должны обладать высокой функциональностью, поскольку каждый LSP должен отслеживать статистику трафика и рассчитывать подходящую пропускную способность. Чтобы гарантировать Qos, маршрутизаторы должны иметь функцию формирования трафика в каждом LSP. Поскольку маршрутизаторы обычно имеют много

LSP, такие функции в каждом LSP создают большую нагрузку на маршрутизаторы.

Более того, функция DS-TE изменяет сквозную задержку определенного медиа-трафика из-за внезапного изменения маршрута. Обычно операторы хотят выяснить маршрут. Внезапное перенаправление LSP дает большую нагрузку операторам в NSP, когда они управляют LSP.

CSPF - это «жадный» алгоритм, который принимает маршрут с достаточной пропускной способностью по одному, без ссылок на любые другие LSP, которые относятся к тому же классу трафика. Поэтому LSP от конкретного пограничного маршрутизатора иногда занимает большую пропускную способность. Он генерирует несправедливое назначение пропускной способности для LSP между всеми парами граничных маршрутизаторов. Исходя из этих проблем, мы предполагаем, что провайдерам NSP сложно использовать функции DS-TE в своих сетях MPLS.

Из этого обсуждения очевидно, что краевые маршрутизаторы имеют статические настройки LSP для класса трафика и что пограничные маршрутизаторы определяют маршрут и распределяют трафик по их сетям. И трафик, размещенный в сети, должен учитываться при контроле за допуском (т.е. прием, отклонение или маршрут, по которому должен быть передан трафик).

2.2. Процедура управления сеансом в ims

Процедура установления соединения / сеанса IMS была стандартизована в ITU-T. Сигнал SIP, инициированный пользователем, отправляется в CSCF, и CSCF отвечает принятию или отклонению сеанса пользователя после получения решения от RACF.

Рисунок 1 абстрагирует функциональный вид сети NSP с использованием IMS в сетях MPLS. Транспортная страта состоит из сетей доступа, AGW (шлюзов доступа) и транспортной (основной) сети. AGW расположен между базой и сетью доступа и обеспечивает контроль QoS за трафик пользовательских данных (называемый «мультимедийный трафик»). Открытие / закрытие ворот и маркировка медиа-трафика с определенным уровнем приоритета. Маркировка пакетов выполняется путем установки битового значения в поле DSCP (код кода diffserv) [15] или в поле TOS (тип услуги) в IP-заголовке.

Класс трафика для предлагаемого управления трафиком

Приоритетный уровень	Класс трафика	Обработка траффика
Высокий приоритет	Основной класс	Требуется ограничение задержки - Кратчайшие или достаточно малые пути задержки
	Стандартный класс	Потеря чувствительности (восприимчивости) - Распределение трафика по нескольким маршрутам
Низкий приоритет	Лучшая попытка	Без гарантии- передается в кратчайший маршрут, если есть возможность

IMS предоставляет требования к сеансу от использования для NSP до начала их обмена данными. Такие требования полезны для определения целевого LSP для сообщений; Однако для управления трафиком, взаимодействующим с IMS в сетях MPLS, следует учитывать следующие элементы:

1. развертывание совместных процедур управления сеансом между CSCF, RACF и AGW,

2. признание использования ресурсов в транспортном слое и

3. метод управления допуском для работы с несколькими классами трафика.

Что касается пункта 1, то архитектура RACF для MPLS, которая использует DS-TE, уже была предложена в ITU-T [16, 17]. Операторам NSP трудно управлять этой архитектурой из-за использования функции DS-TE. В этой архитектуре отсутствует политика передачи трафика для улучшения, поскольку он сопоставляет один класс трафика с одной сетью LSP In MPLS, мы можем собирать статистику трафика на основе LSP с использованием стандартизованной MIB [18]. Для пункта 2 полезны статистические данные о трафике LSP, касающиеся использования ресурсов в базовой сети. В отношении пункта 3 этот метод должен учитывать справедливость и максимальный уровень трафика, описанный в п. 4.

3 Дизайн предлагаемого управления трафиком

3.1 Определение класса трафика для управления трафиком

В этом документе мы принимаем по крайней мере три класса трафика для реализации управления трафиком, как описано в таблице 1. Дополнительные классы трафика для более тонкой обработки могут быть определены в определенных NSP. Например, трафик потоковых приложений требует меньшего изменения задержки. Предлагаемый нами метод трафика может быть расширен и легко применим в таких NSP.

В качестве трафика первичного класса мы предполагаем трафик сигнализации, который требует минимальной задержки, в то время как стандартный класс предназначен для мультимедийного трафика, требующего достаточной пропускной способности. Кроме того, мы учитываем трафик с наилучшими затратами (например, доступ в Интернет) без требования QoS.

Обмен сообщениями SIP сигнализирует об установлении сеанса. Индивидуальное сообщение сигнализации SIP идет последовательно вперед и назад между пользователями и CSCF. Это подразумевает, что даже если односторонняя задержка для сообщения сигнализации занимает несколько миллисекунд, завершение сообщения сигнализации занимает в несколько раз больше времени, чем отправка одного сообщения. Хотя максимальная внутренняя задержка передачи (например, максимальный пик в 10 миллисекунд в Японии) может незначительно влиять на мультимедийный трафик (приложение), но время прохождения туда-обратно для обмена сигнальными сообщениями не мало. Поэтому NSP должны учитывать эти эффекты, чтобы минимизировать продолжительность сигнализации при проектировании и эксплуатации своих сетей. Сообщение сигнализации должно рассматриваться как основной класс.

Мы считаем, что общий трафик первичного и стандартного классов, которые определены как высокий приоритет, имеет пороговое значение для каждой физической линии связи, в то время как оставшаяся емкость может быть распределена для класса наибольшего усилия, который определяется как низкий приоритет. Этот порог (называемый «допустимая емкость») определен для каждой физической связи. Для размещения трафика мы считаем, что операторы должны проектировать приемлемую пропускную способность, которая меньше, чем потребности первичного трафика для всех физических каналов. В нашем дизайне маршрутизаторы имеют PQ (Priority Queue) и приоритет трафика с высоким приоритетом. Поэтому, когда объем трафика в одной физической линии превышает допустимую пропускную способность, трафик с наилучшими затратами может быть удален.

Общий спрос на трафик первичного и стандартного классов может превышать приемлемую емкость. В таких ситуациях при использовании нескольких (более двух) LSP трафик стандартного класса распределяется по нескольким LSP в предлагаемом методе. Трафик сообщения сигнализации имеет сильное требование для минимальной задержки, поэтому трафик первичного класса должен быть передан кратчайшим маршрутом между парами граничных маршрутизаторов. Для стандартного класса мы предполагаем, что требование мощности должно быть сильнее, чем у задержки. Когда потеря пакетов не происходит, нет отрицательного воздействия, даже если трафик стандартного класса распределяется по нескольким LSP и получает небольшую дополнительную задержку.