تحقیق كارشناسی ارشد برق، مدلسازی و شبیه سازی سوئیچ MPLS و بررسی مقایسه ای نرم افزارهای موجود

فهرست
فصل اول: کیفیت سرویس و فنآوری های شبكه    1
1-1- مقدمه    1
1-2- كیفیت سرویس در اینترنت    1
1-2-1- پروتكل رزور منابع در اینترنت    3
1-2-2- سرویس های متمایز    4
1-2-3- مهندسی ترافیك    6
1-2-4- سوئیچنگ برحسب چندین پروتكل    9
1-3- مجتمع سازی IP و ATM    9
1-3-1- مسیریابی در IP    12
1-3-2- سوئیچینگ    13
1-3-3- تركیب مسیریابی و سوئیچینگ    14
1-3-4- MPLS    20
فصل دوم: فنآوریMPLS    23
2-1- مقدمه    23
2-2- اساس كار MPLS    24
2-2-1- پشته برچسب    26
2-2-2- جابجایی برچسب    27
2-2-3- مسیر سوئیچ برچسب (LSR)    27
2-2-4- كنترل LSP    29
2-2-5- مجتمع سازی ترافیك    30
2-2-6- انتخاب مسیر    30
2-2-7- زمان زندگی (TTL)    31
2-2-8- استفاده از سوئیچ های ATM به عنوان LSR    32
2-2-9- ادغام برچسب     32
2-2-10- تونل    33
2-3- پروتكل های توزیع برچسب در MPLS    34
فصل سوم: ساختار سوئیچ های شبكه    35
3-1- مقدمه    35
3-2- ساختار كلی سوئیچ های شبكه    35
3-3- كارت خط    40
3-4- فابریك سوئیچ    42
3-4-1- فابریك سوئیچ با واسطه مشترك    43
3-4-2 فابریك سوئیچ با حافظه مشترك    44
3-4-3- فابریك سوئیچ متقاطع    45
فصل چهارم: مدلسازی و شبیه‌سازی یك سوئیچ MPLS    50
4-1- مقدمه    50
4-2- روشهای طراحی سیستمهای تك منظوره    50
4-3- مراحل طراحی سیستمهای تك منظوره    52
4-3-1- مشخصه سیستم    53
4-3-2- تایید صحت    53
4-3-3- سنتز    54
4-4 – زبانهای شبیه سازی    54
4-5- زبان شبیه سازی SMPL    56
4-5-1- آماده سازی اولیه مدل    58
4-5-2 تعریف و كنترل وسیله    58
4-5-3 – زمانبندی و ایجاد رخدادها    60
4-6- مدلهای ترافیكی    61
4-6-1- ترافیك برنولی یكنواخت    62
4-6-2- ترافیك زنجیره ای    62
4-6-3- ترافیك آماری    63
4-7- مدلسازی كارت خط در ورودی    64
4-8- مدلسازی فابریك سوئیچ    66
4-8-1- الگوریتم iSLIP    66
4-8-2- الگوریتم iSLIP اولویت دار    71
4-8-3- الگوریتم iSLIP  اولویت دار بهینه    76
4-9- مدلسازی كارت خط در خروجی    79
4-9-1 – الگوریتم WRR    80
4-9-2- الگوریتم DWRR    81
4-10- شبیه سازی كل سوئیچ    82
4-11- كنترل جریان    90
فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات    93
5-1- مقدمه    93
5-2- نتیجه گیری    93
5-3- پیشنهادات    94
مراجع     95

چکیده
امروزه سرعت بیشتر و کیفیت سرویس بهتر مهمترین چالش های دنیای شبکه می باشند. تلاشهای زیادی که در این راستا در حال انجام می باشد، منجر به ارائه فنآوری ها، پروتکل ها و روشهای مختلف مهندسی ترافیک شده است. در این تحقیق بعد از بررسی آنها به معرفی MPLS که به عنوان یک فنآوری نوین توسط گروه IETF ارائه شده است، خواهیم پرداخت. سپس به بررسی انواع ساختار سوئیچ های شبکه خواهیم پرداخت و قسمتهای مختلف تشکیل دهنده یک سوئیچ  MPLS را تغیین خواهیم کرد. سرانجام با نگاهی به روشهای طراحی و شبیه سازی و نرم افزارهای موجود آن، با انتخاب زبان شبیه سازی SMPL، به شبیه سازی قسمتهای مختلف سوئیچ و بررسی نتایج حاصل می پردازیم. همچنین یک الگوریتم زمانبندی جدید برای فابریک سوئیچ های متقاطع با عنوان iSLIP اولویت دار بهینه معرفی شده است که نسبت به انواع قبلی دارای کارآیی بسیار بهتری می باشد.
 
Abstract
Nowadays achieving higher speeds and better quality of service are the main subjects of networking. Many attempts are made in this way which have led to introducing various technologies, protocols and traffic engineering methods. In this thesis, after studying the above-mentioned parameters, IETF’s new technology called MPLS will be introduced. Then several different switch architectures are examined and the components of an MPLS switch are selected. Finally after a quick look at design and simulation methods and their available softwares, SMPL is chosen as simulation tool and then switch components are simulated and the results are studied. Also a new scheduling algorithm for crossbar switch fabrics named “The Optimized Prioritized iSLIP” is introduced which has much better performance than its previous versions.