IP trafiğinin optik şebekeler üzerinden taşınması
IP packet transmission over optical networks
- Tez No: 98467
- Danışmanlar: PROF.DR. GÜNSEL DURUSOY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2000
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 140
Özet
IP TRAFİĞİNİN OPTİK ŞEBEKELER ÜZERİNDEN TAŞINMASI ÖZET Bu çalışmada, genel olarak, İP paketlerinin Optik Şebekeler üzerinden taşınmasını sağlayacak olan farklı protokoller ve donanım yapıları incelenmiş ve değişik iletim yöntemleri açıklanmıştır. İlk olarak, İP paketlerinin optik şebekeler üzerinden taşınmasında temel iletim ortamını oluşturan WDM, ATM ve SDH kavramları ve bu kavramlarla ilgili standartlar aktarılmıştır. İkinci bölümde, ağırlıklı olarak İP katmanı ve kullanılan protokoller incelenmiştir. Burada, günümüzde kullanılan IPv4 ve yeni yeni kullanılmaya başlanan IPv6 protokolleri arasında işlevsellik açısından karşılaştırma yapılmış ve IPv6 protokolünün İP trafiğinin optik şebekeler üzerinden taşınması için daha uygun bir yapıya sahip olduğu gösterilmiştir. Buna ek olarak, İP tabanlı uygulamaların Optik Şebekeler üzerinden iletimini sağlayacak olan Yüksek Hızlı (Gigabit) Bağlaşma sistemleri tanımlanmış ve tasarım için uygun öneriler sunulmuştur. Ayrıca, İP paketlerinin optik şebekeler üzerinden iletilmesinde kullanılması daha uygun olan IPv6 protokolünün üstünlükleri verilmiş ve paket yapısına uygun olarak bir IPv6 yönlendiricisinde çalışabilecek örnek bir yönlendirme algoritması gösterilmiştir. Takip eden kısımda, İP paketlerinin iletimindeki gecikmenin en aza indirilmesi için MPLS (Multi Protocol Label Switching) protokolünün kullanılmasının uygun olacağı belirtilmiş ve paket sınıflandırmasının servis kalitesini ne şekilde etkilediği tartışılmıştır. Üçüncü bölümde, IP-WDM entegrasyonunu sağlayacak olan değişik yöntemler incelenmiş ve İP paketlerinin dalga boylarına göre iletilmesi için uygulanması gereken paketleme teknikleri anlatılmıştır. xıııBurada, IP paketlerinin iletiminde kullanılan yöntemler, ilave edilen başlık alanı miktarlarına ve sağlanan iletim hızlarına göre karşılaştırılmış ve 350 byte uzunluğundaki İP paketleri için ilave başlıkların %3 ile %28 arasında değiştiği görülmüştür. İP paketlerinin optik şebekeler üzerinden iletimi için, uygun başlık alanlarının ilave edilmesi suretiyle, mevcut SDH ve ATM yapılarının kullanılmasının mümkün olabileceği anlaşılmıştır. Ayrıca, IP/SDL ve IP/Gigabit Ethernet adaptasyon yöntemlerinin gerekli olan bütün işlevsellikleri sağlamadıkları görülmüştür. Takip eden bölümde, WDM katmanı tarafından işlevsellik açısından sağlanan avantajlar belirtilmiş ve dalga boylarının kullanımına bağlı olarak QoS değerinin arttırılması için üç değişik yöntem sunulmuştur:. Bağlantı Kapasitesi Aıttırımı. Dalga boyu yönlendirmesinde yönlendiricilerin gözardı edilmesi. Dalga boylarının etiket olarak kullanılması Ek olarak koruma bağlaşması fonksiyonlarının ne denli hayati bir önem taşıdığı vurgulanmıştır. Burada, karmaşık koruma yöntemlerine nazaran, potansiyel hata ve arızalara karşı sadece İP domeninde gerçekleştirilen koruma/restorasyon işlemlerinin kullanılabileceği açıklanmıştır. Beşinci bölümde ise uygulanacak olan geliştirme adımları incelenmiş ve hızlı yönlendirme arabağdaşımlarının tasarımı, dalgaboyu sayısının arttırılması, yönlendirme işlemlerinin alt katmanlara kaydırılması, IP-WDM adaptasyonu için yeni protokollerin oluşturulması ve şebeke bölümleri arasında daha az sayıda dönüşümün uygulanması gerektiği belirtilmiştir. Altıncı bölümde, WDM şebekelerindeki çok hedefli yönlendirme teknikleri incelenmiştir. İlk olarak, single-hop (WPR - Wavelenght Path Routing) ve multi-hop (VWPR - Virtual Wavelenght Path Routing) sistemleri hakkında genel bilgi verilmiştir. Daha sonra, WDM şebekelerinde çok hedefli yönlendirme ağaçlarının belirlenmesini sağlayan MVWPR ve MWPR algoritmaları incelenmiştir. xıvWDM şebekelerindeki çok hedefli yönlendirme ağaçlarının belirlenmesinde karşılaşılan en önemli sorun, OXC sistemlerinde uygulanan dalgaboyu dönüşümü fonksiyonlarından kaynaklanan uçtan uca olan gecikmedir. Çok hedefli yönlendirme ağaçlarındaki gecikmeyi azaltmak için dalgaboyu sayısını minimize eden tekniklerin uygulanması gerekmektedir. Bu doğrultuda, incelenen algoritmalara ek olarak, WDM şebekelerinde minimum sayıda dalgaboyu kullanan (dolayısıyla minimum sayıda dalgaboyu dönüşümü gerektiren) çok hedefli yönlendirme ağaçlarının belirlenmesini sağlayan yeni bir yöntem sunulmuştur. XV
Özet (Çeviri)
IP PACKET TRANSMISSION OVER OPTICAL NETWORKS SUMMARY This study gives an overview of techniques used to efficiently transport IP packets over a WDM network e.g. how to encapsulate the IP-packets to prepare them for the physical layer. It provides an overview of hardware and software that are available for high-speed routing of IP-packets. It also shows how WDM can enhance or add functionality to the IP-layer, e.g. support QoS, cross-connection and protection switching. Finally, it indicates some emerging trends of IP over WDM. This study introduces important aspects to be taken into account when“IP over WDM”is considered. It provides a good background for anyone who will be involved in work concerned with reducing the amount of overhead necessary to transport IP-packets on an optical channel. How to make the transition from the mainly circuit-switched telephony network of today into a packet-switched IP-based network of tomorrow is already the subject of intense discussions within many companies. This study provides background information for focusing these discussions on the most relevant issues in order to prepare for a smooth and cost-efficient transition into an IP over WDM network. The first part of the study has an IP-layer perspective. It looks at what is available in terms of functionality, software and hardware for the IP-layer. Here IPv4 and IPv6 are compared with the conclusion that IPv6 is probably the best choice for the future IP over WDM networks. The document goes on to identify the development trends of routers and access Gigabit routers, as these form the foundation for IP over WDM transport networks. Some changes in hardware configurations are also identified, that are necessary in order to make routers capable of handling packets at Gigabit speeds, such as using switch fabrics instead of buses. xviIt shows that by classifying IP-packets into flows and switching them in lower layers instead of routing them by table lookup in every node can significantly reduce network latency. One technique that is discussed in particular is MPLS (Multi Protocol Label Switching) which is proposed by IETF and already implemented in some routers. MPLS has the advantage of relieving the burden of large lookup tables in routers, and at the same time, supporting the realisation of network functionalities, such as VPN (Vitual Private Networks) and CoS (Class of Service). The next part looks at techniques that are needed for the integration of the EP-layer onto a WDM-layer by providing an overview of the different methods of encapsulating the IP-packets in preparation for being transported on a wavelength. Here detailed information is provided on how the wavelengths of WDM can be used to add to, or improve, the functionality of the IP-layer. In a section on adapting IP-packets to WDM, the amount of overhead necessary to transport IP packets by different encapsulation mechanisms is evaluated. A large variation in the amount of necessary overhead was found. The overhead varied from 3 % to 28 % when a 350 byte long IP-packet is assumed. IP/SDL was the most efficient operating with the least overhead, and IP/ATM/SDH together with IP/Gigabit Ethernet being the worst in this respect. However, there are other aspects that should be considered; therefore this section also discusses some desirable features of encapsulation protocols and leads to the conclusion that some protocols (e.g Gigabit Ethernet or SDL (Simple Data Link)) do not provide all the features needed. This study also shows some of the possibilities that WDM can give in terms of functionality. Three different possibilities for providing CoS support by using wavelengths are presented. These are:. link capacity upgrading and thereby giving CoS by over-provisioning,. bypassing routers by wavelength routing so as to decrease the delay of the network, and. using wavelengths as labels for CoS classification. xvnDifferent ways to cross-connect and route IP-flows with the aid of wavelengths and thereby getting a lower latency in the network are also discussed. A comparison between different ways of realising wavelength protection switching, and how these compare in terms of speed with redundancy ât the router interfaces is also provided in this section. The next section identifies some prevailing trends in IP over WDM. The discussed trends are:. Faster Router interfaces. Increasing number of wavelengths. Moving routing to lower layers and thus lowering the latency of networks. New dedicated protocols to adapt IP to WDM. Less protocol conversion between network partitions e.g. using Gigabit Ethernet in the transport network In summary, these trends represent the driving forces behind the move to make networks simpler and more cost-effective. The last section describes the methods for minimizing number of wavelengths in multicast routing trees in WDM networks. In a WDM network under multihop architecture, each link is associated with a set of wavelengths available for channel connections, and in the network, the number of wavelengths that can be used is limited. Data transmission over one wavelength to another requires wavelength conversion, which causes a long delay. Given a multicast connection, routing is to construct a tree for the connection that is routed from the source and connects all destinations. In this study, the problem of constructing a routing tree with a minimal number of wavelengths (thus a minimum delay from the source to all destinations) is considered. xvm
Benzer Tezler
- Optik şebeke yönetimi
Optic network management
ERDOĞAN BAYRAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜNSEL DURUSOY
- Routing, spectrum allocation and regenerator placement in flexible-grid optical networks
Esnek optik ağlarda yönlendirme, spektrum tahsisi ve yenileyici yerleştirilmesi
ALPER KAHYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. EZHAN KARAŞAN
- Performance comparison and traffic analysis in optical burst-switched networks
Optik çoğuşma anahtarlamalı ağlarda başarım karşılaştırması ve trafik analizi
BURAK KANTARCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. SEMA OKTUĞ
- Survivable virtual topology design in optical WDM networks using nature-inspired algorithms
Doğa esinli algoritmalar kullanarak optik WDM ağlarda hataya bağışık sanal topoloji tasarlama
FATMA CORUT ERGİN
Doktora
İngilizce
2012
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Bilimleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞEGÜL YAYIMLI
DOÇ. DR. ŞİMA UYAR
- Topology and bandwidth adaptation in optical WDM backbone networks with dynamic traffic
Değişken veri trafikli optik WDM omurga ağlarında topoloji ve bant genişliği uyarlama
AYŞEGÜL GENÇATA
Doktora
İngilizce
2003
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET BÜLENT ÖRENCİK