NetScope: Traffic Engineering for IP Networks

Advanced topics in IP networks seminar

Tel Aviv University

Presented by Ido Shapira

מוטיבציה מחסור בכלים המשמשים למדידת התעבורה •

ולמידול הרשתות לצרכיי הנדסת IPברשתות התעבורה בהן.

סימולציה של שינויים בקונפיגורציה של •הרשת ללא ביצוע שינויים אלה בפועל ברשת

האופרטיבית. מסגרת לביצוע אופטימיזציות, שיפור היעילות •

והביצועים של הרשת. כלי ויזואלי בעל ממשק גראפי נוח לשימוש.•

הנדסת תעבורה ברשת. איסוף מידע - מדידת התעבורה ברשת.1

. עיבוד וניתוח המידע לצורך בנית מודל של 2הרשת.

. בחירת מנגנונים לשליטה על התעבורה.3

בעיה - מחסור באמצעים לאיסוף ולעיבוד •המידע לצרכיי הנדסת התעבורה.

חסר ידע מינימלי על טופולוגית הרשת, •התעבורה ואופן הניתוב בה.

התוצאה - מנגנוני הנדסת התעבורה אינם •יעילים.

NetScope לצרכיי AT&Tאוסף כלים שפיתחה חברת •

הנדסת התעבורה ברשת עבור ספקי שירות (ISP.) הרעיון - ראייה גלובלית של הרשת המתבססת •

של על מידע שהתקבל מהקונפיגורציההשונים, ותצוגה ויזואלית נוחה האלמנטיםלמשתמש.

המטרה - בדיקת ההשלכות של שינוי מקומי •בקונפיגורציה על התעבורה ברשת כולה - “מה

יקרה אם…” - תוך כדי סימולציה ובתנאי מעבדה.

הצורך בהנדסת תעבורה ברשת( - ביצועים, אמינות, QOSאיכות השירות ) •

אבטחת מידע. דורשות VOIP אפליקציות חדשות כמו •

הבטחת איכות במסגרת הסכמי רמת שירות (SLAs.)

מנהלי הרשתות צריכים להכיר מגוון רכיבי •רשת שונים - נאלצים לעתים לערוך שימוש

באינטואיציה או בניסוי וטעייה.

הצורך בהנדסת תעבורה ברשת )המשך(

הגידול ברשתות ובמורכבותן מחייב מעבר •מניהול בקנה מידה מצומצם לניהול בקנה מידה

נרחב. צורך בשימוש בכלים להנדסת תעבורה •

הנגישים למידע ממגוון מקורות. שונות התעבורה - רוחב הפס המבוקש •

משתנה מאוד על פני הזמן וקשה לאמידה מראש.

חזיית השינויים בביקוש ובניית מודלים •הסתברותיים לחיזוי בעיות פוטנציאליות

מחייבים כלים לסימולציה.

הצורך בהנדסת תעבורה ברשת )המשך(

- Connection Oriented אינן IP רשתות • VC בודדים ולא יוצרות Datagramsמעבירות , מה שמקשה Frame Relay או ATMכדוגמת

על מעקב אחר ביצועים, עומסים ויעילות. שינויים מקומיים בקונפיגורציה יכולים •

להשפיע על התעבורה ברשת בקנה מידה נרחב.

NetScope Overview רכיבים עיקריים: • - בונה את טופולוגית מודול קונפיגורציה •

הרשת, הקישורים והניתוב בה על בסיס קבצי הקונפיגורציה.

- מודד את דרישות התעבורה מודול מדידה •ברשת.

- משלב בין הקונפיגורציה מודול המידע •והמדידות.

- מנתח את אופן זרימת מודול הניתוב •התעבורה ברשת ומסיק לגבי הזרימה

האופטימלית. - מציג את הקישוריות ברשת.המודול הויזואלי •

הערות הקו המפריד בתרשים מבדיל בין מודולים •

“עליונים” ו”תחתונים”. של איסוף המודולים התחתונים אחראים על •

המידע ובניית אבסטרקציות למודולים העליונים.

מודולים אלה פשוטים וקל להתאימם •לשינויים בטכנולוגיות ברשת.

מודול הניתוב והמודל הויזואלי מסתמכים על •מודול המידע האבסטרקטי, ופחות רגישים

לשינויים טכנולוגיים או אחרים.

Backboneארכיטקטורת ה-• Access Links מול לקוחות של ספק -

השירות.• Peering Links.מול ספקי שירות שכנים - • Backbone Links.בתוך הרשת של הספק - Backbone לספק השירות שליטה מלאה על •

.Peering ו- Accessושליטה חלקית על • AR - Access Router.מול לקוח • IGR - Internet Gateway Router.מול ספק - • BR - Backbone Router פנימי ברשת -

הספק.

פרוטוקולי ניתוב ,OSPF כגון IGP - פרוטוקולי AS בתוך ה-•

RIP . לקוחות וספקים עמיתים לא מפעילים •

משתמש OSPFפרוטוקולים אלה עם הספק - מוגבל לטווחים - השימוש Flooding, RIPב-

בחלוקה לאזורים..BGP כגון EGP - פרוטוקולי AS בין ה-•

הערות• AR מתחברים למגוון רחב של לקוחות עם

מגוון טכנולוגיות ומהירויות שונות.• BR.צריכים לעמוד בקצבים גבוהים ביעילות • IGR צריכים להיות מעטים לצורך פשטות

הניהול. 3 ו-2 ריבוי שכבות של קישוריות - ברמות •

ברשתות של ספק השירות - בטכנולוגיות שונות: ATM, Frame Relay, FDDI, SONET.

מודול המידע מבנה נתונים אבסטרקטי עבור טופולוגית •

הרשת ויכולות התעבורה. לכל נתב נשמר מידע אודות מיקומו, סוג הנתב •

( AR, BR, IGRהקישורים ,) .שלו וכדומה( ברשת נשמר מידע אודות Link לכל קישור )•

רוחב הפס שלו, הנתבים אליהם הוא מקושר וכדומה.

ניתן לשנות בקלות את המודול והאובייקטים •שלו ולהתאימו לרשת אופרטיבית או לרשת

מלאכותית.

)המשך(מודול המידע המידע נאסף מקבצי הקונפיגורציה של •

, אפליקציה NetDBהנתבים על ידי שימוש ב- שלבים עיקריים:2, ב-AT&Tשל חברת

. איסוף אינפורמציה מקובץ בודד אודות 1 •Interfaces כתובות ,OSPF, IP.ומהירויות

. איחוד המידע מנתבים שונים על בסיס 2 •. 3 - ברמה IPכתובות ה-

)המשך(מודול המידע המודול מגדיר דרישות תעבורה בין לקוחות •

וספקים עמיתים - היות וכל אחד מהם יכול להיות מחובר בכמה דרכים לספק השירות.

Access Link דרישות הלקוח הנן דרישות מ- •, ולהפך, כלומר בין Peering Linksלקבוצה של

פרט בודד לקבוצה. Access Links ו-X ב-Peering Links נסמן •

.Yנסמן ב-

הערות קביעת קבוצת היעד של התעבורה נערכת על •

סמך טבלאות הניתוב בקבצי הקונפיגורציה. קביעת נפח התעבורה נערכת על סמך •

של החבילות Headersהמדידות ב- המועברות.

קביעת סוג התעבורה הנה לפי הפרוטוקול •בשימוש.

על בסיס קבוצות היעד, הנפח והפרוטוקול •נקבעות דרישות התעבורה.

מודול הניתוב קובע את הנתיב או הנתיבים בהם יעבור כל •

סוג תעבורה, וההשלכות על העומס בכל אחד מהנתיבים.

בקביעת הנתיב הקצר OSPF מסתמך על •ביותר והפיצול לנתיבים שונים - מבצע

חישוביים עצמאיים ולא מסתמך על טבלאות ניתוב בלבד.

המודול מחלק תעבורה באופן שווה בין •הנתיבים הקצרים ביותר באופן רקורסיבי.

)המשך(מודול הניתוב המודול קובע לכל דרישת תעבורה את •

המסלול או המסלולים בהם היא תעבור.

מסיכום התעבורה בכל אחד מהמסלולים, ניתן •לקבוע את סך התעבורה בכל נתיב ואת העומס

בו.

המטרה - לבצע הנדסת תעבורה להכוונה • יעילה יותר של זרימת המידע.

המודול הויזואלי מאפשר הצגה ויזואלית של המידע אודות •

הרשת. מאפשר לבצע ניסויי סימולציה על ההשלכות •

של שינוי קונפיגורציה ברשת האופרטיבית. מחולק לאובייקטים המייצגים נתבים ונתיבים, •

ומאפשרים גישה נוחה למידע עליהם, וגישה בין נתבים והנתיבים שלהם ולהפך.

הכולל קיבולת Link לדוגמא - מידע אודות • וכדומה.IPועומסים, כתובות

)המשך(המודול הויזואלי לכל אובייקט נשמר מידע סטטיסטי כדוגמת •

בפרקי זמן שונים, המוצג בצורה Linkנצילות גרפית.

Backbone כל צומת מייצג נתב וכל קשת •Link.

רוחב וצבע הקשת מתייחסים לנצילות באותו •נתיב, צהוב מייצג עומס מתון ואדום עומס רב.

)המשך(המודול הויזואלי Link חלון נוסף מציג סטטיסטיקות לגבי •

ספציפי שנבחר במפה - ומאפשר למשתמש . Linkלבחור בין סטטיסטיקות שונות עבור ה-

המשתמש יכול לבצע שאילתות לגבי נתיבים •בעלי נצילות מסוימת )שימוש בהיסטוגרמות(

ולערוך קורלאציה בין אובייקטים שונים מאותו טיפוס.

המודול הויזואלי - דוגמא המשתמש ערך שאילתא בחיפוש אחר נתיב •

.60%עמוס בנצילות גבוהה מ- הנתיב מוושינגטון לסן פרנסיסקו עולה כעמוס •

ביותר. המשתמש בוחר להתמקד בתת קבוצה של •

נתיבים קשורים לנתיב זה במפה, ולהפוך אותם לפעילים.

הוא בודק מהן דרישות התעבורה העוברות •בנתיב זה, במטרה לשפר את יעילות התעבורה.

)המשך(המודול הויזואלי - דוגמא המשתמש כעת מתמקד רק באותם נתיבים •

המעבירים תעבורה שעוברת גם בנתיב העמוס בין וושינגטון לסן פרנסיסקו )נתיבים חלופיים(.

מתקבל גרף מכוון חסר מעגלים בין וושינגטון •לסן פרנסיסקו.

לדוגמא נתמקד בתעבורה מוושינגטון לסיאטל, •העוברת בין היתר באפיק העמוס לסן פרנסיסקו

ובאפיק דרך שיקגו.

)המשך(המודול הויזואלי - דוגמא

פתרון ראשון לבעיה שאמור להביא להפחתת • גדול OSPFהעומס בנתיב הנו לתת לו משקל

יותר. OSPFהמשתמש קובע בסימולציה משקל •

חדש לנתיב ויכול לראות מיידית את ההשלכות על הרשת האופרטיבית.

)המשך(המודול הויזואלי - דוגמא הבעיה המתעוררת הנה תוספת עומס לנתיב •

בין וושינגטון לשיקגו, שהיה עמוס פחות בעבר. שינוי מקומי קטן מביא להשלכות בקנה מידה •

נרחב. OSPF פתרון אחר הנו הפחתה של משקל ה- •

בנתיב מוושינגטון לדאלאס.

סיכום ומסקנותאוסף כלים ויזואליים המאפשרים הנדסת •

תעבורה ברשת תוך ניתוח דרישות התעבורה והגעה למסקנות לגבי עומסים ונצילויות

בנתיבים השונים. מתבסס על קבצי הקונפיגורציה בנתבים ועל •

.BGP ו- OSPFפרוטוקולי הניתוב AT&T חבילה משלימה למוצרים אחרים של •

.NetDBכדוגמת

חסרונותלא תומך בעדכונים בזמן אמת של קבצי •

הקונפיגורציה. לא רגיש לשינויים בדרישות התעבורה בפרקי •

זמן קצרים.

פיתוחים עתידייםבדיקה ואיתור של שינויים בקונפיגורציה של •

הרשת ודפוסי השימוש בה. מדידת שונות התעבורה על פני הזמן.•