Первая страница
Наша команда
Контакты
О нас

    Головна сторінка



Способи оптимізації структури комп’ютерних мереж технології mpls

Скачати 389.63 Kb.

Способи оптимізації структури комп’ютерних мереж технології mpls




Скачати 389.63 Kb.
Сторінка1/3
Дата конвертації12.05.2017
Розмір389.63 Kb.
  1   2   3

Національний технічний університет України

«Київський політехнічний інститут»
ФАКУЛЬТЕТ ПРИКЛАДНОЇ МАТЕМАТИКИ
КАФЕДРА СИСТЕМНОГО ПРОГРАМУВАННЯ І СПЕЦІАЛІЗОВАНИХ КОМП’ЮТЕРНИХ СИСТЕМ


«На правах рукопису»

УДК 004.772



«До захисту допущено»

Завідувач кафедри



Тарасенко В.П

(підпис) (ініціали, прізвище)

“___”_____________2015 р.





Магістерська дисертація

на здобуття ступеня магістра

зі спеціальності 8.

Спеціальність (лат. specialis - особливий; від species - род, вид) - комплекс набутих людиною знань і практичних навичок, що дає їй можливість займатися певним родом занять у якійсь галузі діяльності.
Систе́ма (від дав.-гр. σύστημα - «сполучення», «ціле», «з'єднання») - множина взаємопов'язаних елементів що утворюють єдине ціле, взаємодіють з середовищем та між собою, і мають мету.
Систе́мне програмува́ння (або програмування систем) - це вид програмування, який полягає у розробці програм, які взаємодіють з системним програмним забезпеченням (операційною системою), або апаратним забезпеченням комп'ютера.
05010201 «Компютерні системи та мережі»



(код і назва)
на тему: СПОСОБИ ОПТИМІЗАЦІЇ СТРУКТУРИ КОМП’ЮТЕРНИХ МЕРЕЖ ТЕХНОЛОГІЇ MPLS
Виконав (-ла): студент (-ка) 6 курсу, групи КВ-31м

(шифр групи)

Глушко Дмитро Володимирович

(прізвище, ім’я, по батькові) (підпис)

Науковий керівник доц., к.т.н. Щербина О.А.



(посада, науковий ступінь, вчене звання, прізвище та ініціали) (підпис)

Рецензент професор каф.

Студе́нт (лат. studens, родовий відмінок studentis - «ретельно працюючий», «такий, що займається») - учень вищого, у деяких країнах і середнього навчального закладу.
Наукові ступені і вчені звання - кваліфікаційна система в науковій та науково-педагогічній діяльності, державне визнання рівня кваліфікації вченого, що є критеріями ранжування наукових і науково-педагогічних працівників.
Науковий ступінь (учений ступінь, академічний ступінь, титул) - ступінь кваліфікаційної системи в науці, що дозволяє ранжувати наукових діячів і науково-педагогічних працівників у певній галузі знання на окремих етапах академічної кар'єри.
ОТ, д.т.н., проф. Кулаков Ю.О.



(посада, науковий ступінь, вчене звання, науковий ступінь, прізвище та ініціали) (підпис)

Засвідчую, що у цій магістерській дисертації немає запозичень з праць інших авторів без відповідних посилань.

По́зика - передача активів у грошовій або натуральній формі на певний обумовлений час. Позичальник повертає позикодавцеві позику - таку ж суму грошових коштів або таку ж кількість речей того ж роду та такої ж якості.

Студент _____________

(підпис)

Київ – 2015 року



Національний технічний університет України

«Київський політехнічний інститут»
Інститут (факультет) прикладної математики

(повна назва)

Кафедра системного програмування і спеціалізованих комп’ютерних систем



(повна назва)

Рівень вищої освіти – другий (магістерський)

Спеціальність 8.05010201 «Компютерні системи та мережі»

(код і назва)
ЗАТВЕРДЖУЮ

Завідувач кафедри

__________ _____________

(підпис) (ініціали, прізвище)

«___»_____________2015 р.


ЗАВДАННЯ

на магістерську дисертацію студенту

Глушко Дмитро Володимировичу

(прізвище, ім’я, по батькові)

1.

Дисерта́ція (лат. dissertatio - твір, обговорення, розсуд, доповідь) - спеціально підготовлена наукова праця на правах рукопису, яку виконують для прилюдного захисту на здобуття наукового ступеня. В Україні розрізняють дисертацію для здобуття наукового ступеня кандидата наук (кандидатська дисертація) та доктора наук (докторська дисертація).
Тема дисертації Способи оптимізації структури комп’ютерних мереж технології MPLS,

науковий керівник дисертації доц., к.т.н. Щербина О.А.,

(прізвище, ім’я, по батькові, науковий ступінь, вчене звання)

затверджені наказом по університету від «20» березня 2015 р. №785-С.

2. Термін подання студентом дисертації «19» червня 2015 р.

3. Об’єкт дослідження мережі передачі даних на базі технології MPLS.

Передача даних (обмін даними, цифрова передача, цифровий зв'язок) - фізичне перенесення даних цифрового (бітового) потоку у вигляді сигналів від точки до точки або від точки до множини точок засобами електрозв'язку каналом зв'язку; як правило, для подальшої обробки засобами обчислювальної техніки.

4. Предмет дослідження способи оптимізації структури комп’ютерної мережі на базі MPLS.
5. Перелік завдань, які потрібно розробити проаналізувати основні загрози, поширені у сучасних мережах передачі даних; проаналізувати існуючі методи захисту даних, що передаються через MPLS-мережі; проаналізувати можливості та способи удосконалення існуючих методів захисту мереж з багатопрокольною комутацією за мітками;

Задача - проблемна ситуація з чітко визначеною метою, яку необхідно досягти; в більш вузькому сенсі задачею називають також цю саму мету, що дана в рамках проблемної ситуації, тобто те, що необхідно виконати.
Можливість - це дія, що може відбутися або ні (можливо, приїду, а, можливо, і ні). Можливість можна забезпечити чи покладатись на «авось» та якось буде. Альтернатива дає шанс, але не гарантує без відповідних дій забезпечення результату і адекватності та конструктиву діяльності.
розробити модифікований спосіб захисту та модифікований метод роботи MPLS-мережі.
Техноло́гія (від грец. τεχνολογια, що походить від грец. τεχνολογος; грец. τεχνη - майстерність, техніка; грец. λογος - (тут) передавати) - наука («корпус знань») про способи (набір і послідовність операцій, їх режими) забезпечення потреб людства за допомогою (шляхом застосування) технічних засобів (знарядь праці).

6. Орієнтовний перелік ілюстративного матеріалу фізичний спосіб несанкціонованого доступу;
У математиці, орієнтовність - це властивість поверхні у евклідовому просторі, що визначає чи можливо зробити цілісний вибір вектора нормалі поверхні у кожній точці. Вибір нормалі поверхні дає можливість використовувати правило правої руки для визначення орієнтації за годинниковою стрілкою для петлі на поверхні, як це вимагається, наприклад, теоремою Стокса.
Матеріа́л - речовина, або суміш речовин, первинний предмет праці, який використовують для виготовлення виробу (основний матеріал), або які сприяють якимось діям. У останньому випадку уточнюють, що це допоміжний, чи витратний матеріал.
розміщення заголовку
MPLS в кадрі; інформаційна база пересилки за мітками; схема роботи MPLS-мережі; модифікований пакет; фрагмент мережі MPLS.
7. Орієнтовний перелік публікацій науково-практична конференція магістрантів факультету прикладної математики «Прикладна математика та комп’ютинг VII наукова конференція магістрантів та аспірантів ПМК-2015» в квітні 2015 року;
Нау́ка - сфера діяльності людини, спрямована на отримання (вироблення і систематизацію у вигляді теорій, гіпотез, законів природи або суспільства тощо) нових знань про навколишній світ. Основою науки є збирання, оновлення, систематизація, критичний аналіз фактів, синтез нових знань або узагальнень, що описують досліджувані природні або суспільні явища та (або) дозволяють будувати причинно-наслідкові зв'язки між явищами і прогнозувати їх перебіг.
Аспірáнт - основна форма підготовки наукових кадрів при вищих навчальних закладах і науково-дослідницьких установ. Час навчання в стаціонарній аспірантурі входить до наукового стажу і зараховується при призначенні пенсії за Законом України «Про наукову та науково-технічну діяльність».
Несанкціоно́ваний до́ступ до інформа́ції - доступ до інформації з порушенням посадових повноважень співробітника, доступ до закритої для публічного доступу інформації з боку осіб, котрі не мають дозволу на доступ до цієї інформації.
Прикладна математика - галузь математики, що розглядає застосування математичних знань в інших сферах діяльності. Прикладами такого застосування будуть: чисельні методи, математична фізика, математична хімія, лінійне програмування, оптимізація і дослідження операцій, моделювання суцільних середовищ (механіка суцільних середовищ), біоматематика і біоінформатика, теорія інформації, теорія ігор, теорія ймовірності і статистика, фінансова математика і теорія страхування, aктуарна математика,криптографія, а також комбінаторика і деякою мірою кінцева геометрія, теорія графів в додатку до мережевому плануванню, і багато в чому те, що називається інформатикою. У питанні про те, що є прикладною математикою, не можна скласти чітку логічну класифікацію. Математичні методи звичайно застосовуються до специфічного класу прикладних завдань шляхом складання математичної моделі системи.
Наукова конференція Наукова конференція - форма організації наукової діяльності, при якій дослідники (не обов'язково вчені чи студенти) представляють і обговорюють свої роботи. Зазвичай заздалегідь (в інформаційному листі або стендовій оголошенні) повідомляється про тему, час і місце проведення конференції.
восьма міжнародна научно-практична конференція «Інтегровані інтелектуальні робототехнічні комплекси» в травні 2015 року.
Інтелектуал - людина розумової праці[Джерело?]. «Інтелектуалом» також називають[Хто?] освічену, начитану людину з високо розвиненим інтелектом[Джерело?].

8. Консультанти розділів дисертації

Розділ

Прізвище, ініціали та посада
консультанта

Підпис, дата

завдання
видав

завдання
прийняв




































9. Дата видачі завдання «16» жовтня 2013 р.

Календарний план

№ з/п

Назва етапів виконання
магістерської дисертації

Термін виконання етапів магістерської дисертації

Примітка

1

Аналіз загроз в мережах передачі даних

11.12.2013 – 16.04.2014




2

Аналіз методів захисту передачі даних

17.04.2014 – 19.06.2014




3

Аналіз способів удосконалення захисту MPLS-мережі

20.06.2014 – 14.10.2014




4

Розробка модифікованого способу захисту даних

15.10.2014 – 13.01.2015




5

Розробка модифікованого методу роботи MPLS-мережі

14.01.2015 – 07.05.2015








































Студент ____________ Д.В. Глушко



(підпис) (ініціали, прізвище)

Науковий керівник дисертації ____________ О.А. Щербина



(підпис) (ініціали, прізвище)

2. АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД ТЕХНОЛОГІЇ MPLS

2.1 Основні поняття

B мережах з комутацією пакетів сьогодні використовуються два класи механізмів просування пакетів – дейтаграмна передача і віртуальні канали.

Ана́ліз (від грец. αναλυσις - «розклад») - розчленування предмету пізнання, абстрагування його окремих сторін чи аспектів. Метод дослідження, який вивчає предмет, уявно чи реально розчленовуючи його на складові елементи, як-от частини об'єкта, його ознаки, властивості, відношення, відтак розглядає кожен з виділених елементів окремо в межах єдиного цілого; протилежний метод - синтез.
Комутація пакетів - принцип комутації, при якому інформація розділяється на окремі пакети, які передаються в мережі незалежно один від одного. В таких мережах, по одній фізичній лінії зв'язку, можуть обмінюватися даними багато вузлів.
І той, і інший реалізуються протоколами канального і мережевого рівня моделі OSI. Прикладами протоколів із застосуванням дейтаграмного механізму просування можуть служити Ethernet, IP і IPX. За допомогою віртуальних каналів дані передаються в мережах X.25, Frame Relay і ATM.
Про́даж - це оплатна передача майна однією особою у власність іншій особі.
Віртуа́льність (від лат. virtus - потенційний, можливий) - вигаданий, уявний (можливо, для деяких певних цілей) об'єкт, суб'єкт, категорія, ставлення, дія тощо, не присутній в цей час в реальному світі, а створений лише грою уяви людської думки (також див. Фантазія)
Frame relay Frame relay (англ. ретрансляція кадрів, FR) - протокол канального рівня мережевої моделі OSI. Служба комутації пакетів Frame Relay в наш час (2007) широко поширена в усьому світі. Максимальна швидкість, яку допускає протоколом FR - 34.
Дейтаграмний механізм заснований на тому, що всі передані пакети обробляються незалежно один від одного, пакет за пакетом. Вибір наступного вузла – наприклад, комутатора Ethernet або маршрутизатора IP/IPX - визначається адресою вузла призначення, що міститься в заголовку пакета. Рішення про те, якому вузлу передати прийшов пакет, приймається на основі таблиці, де міститься набір адрес призначення та адресна інформація, однозначно визначає наступний (транзитний чи кінцевий) вузол.

Механізм віртуальних каналів (Virtual Circuit чи Virtual Channel) створює в мережі фіксовані шляхи проходження трафіку через мережу з комутацією пакетів. Цей механізм враховує існування в мережі потоків даних (flow).

Проходження (в астрономії) - видиме пересування небесного тіла на тлі видимого диска іншого.
Маршрутиза́тор, або ро́утер (англ. router) - електронний пристрій, що використовується для поєднання двох або більше мереж і керує процесом маршрутизації, тобто на підставі інформації про топологію мережі та певних правил приймає рішення про пересилання пакетів мережевого рівня (рівень 3 моделі OSI) між різними сегментами мережі.
Існува́ння (від екзистенція) - центральне поняття екзистенціалізму, унікальна особистісна сутність людини, що втілює в собі духовну, психоемоційну неповторність особи.
Поті́к да́них (англ. data stream) в телекомунікаціях і програмуванні - це послідовність кодованих когерентних сигналів (пакетів даних) в цифровій формі, яка використовується, щоб передавати або отримати інформацію це знаходиться в передачі.
Під потоком зазвичай розуміють послідовність пакетів (кадрів, осередків - тип технології, з якою пов'язаний певний термін для позначення порції даних, не має тут принципового значення), що мають набір загальних ознак, який виділяє їх із загального трафіку.

Відповідно, при дейтаграмній передачі для визначення маршруту передачі пакету кожен маршрутизатор витрачає свої ресурси на аналіз IP- заголовку.

Послідо́вність - функція визначена на множині натуральних чисел яка набуває значення на об'єктах довільної природи. f : N → X \,\rightarrow \,\!X} .
Озна́чення, ви́значення чи дефіні́ція (від лат. definitio) - роз'яснення чи витлумачення значення (сенсу) терміну чи поняття. Слід зауважити, що означення завжди стосується символів, оскільки тільки символи мають сенс що його покликане роз'яснити означення.
Можливість уникнути цих витрат дозволяє реалізувати передачу пакетів по мережі значно швидше, що у свою чергу дає можливість рішення частини проблем.

В якості технології, що забезпечує прискорену передачу пакетів мережею, застосовується технологія MPLS. MPLS (Multiprotocol Label Switching) - це технологія багатопротокольної комутації на основі міток (рис. 2.1.), яка була розроблена комітетом IETF і є результатом об'єднання декількох технологій, таких як IP Switching, Tag Switching, Aris і Cell Switch Router.

Інформаці́йні техноло́гії, ІТ (використовується також загальніший / вищий за ієрархією термін інформаційно-комунікаційні технології (Information and Communication Technologies, ICT) - сукупність методів, виробничих процесів і програмно-технічних засобів, інтегрованих з метою збирання, опрацювання, зберігання, розповсюдження, показу і використання інформації в інтересах її користувачів.
Результат, пі́дсумок, (заст. ску́ток, вислід) - кінцевий наслідок послідовності дій. Можливі результати містять перевагу, незручність, вигоду, збитки, цінність і перемогу. Результат є етапом діяльності, коли визначено наявність переходу якості в кількість і кількості в якість.
Основна ідея MPLS полягає в забезпеченні можливості передачі IP- трафіку множиною маршрутів, визначеній за протоколом BGP (Border Gateway Protocol) або OSPF (Open Shortest Path First). Завдяки такому підходу до передачі трафіку з'явилася можливість уникнути проблем, пов'язаних з недостатньою пропускною спроможністю каналів зв'язку, що дозволяє операторам впроваджувати різні класи і рівні обслуговування.

“Multiprotocol” в назві технології означає багатопротокольний. Це говорить про те, що технологія MPLS може бути застосована до будь-якого протоколу мережевого рівня, тобто MPLS - це свого роду інкапсулюючий протокол, здатний транспонувати інформацію безлічі інших протоколів вищих рівнів моделі OSI. На фізичному рівні забезпечується двостороння передача бітів з певною достовірністю; на другому, канальному рівні, забезпечується формування в тракті передачі цих біт надійної логічної ланки зв'язку, по якій забезпечується двосторонній обмін інформаційними блоками, при цьому, задана достовірність передачі гарантується шляхом виявлення і виправлення помилок;

Достовірність (validity, adequacy) - властивість інформації бути правильно сприйнятою, ймовірність відсутності помилок, безсумнівна вірність наведених відомостей, які сприймає людина. Таким чином, достовірність - не те ж саме, що істинність.
а на третьому рівні реалізуються функції, що забезпечують передачу інформаційних блоків через мережу від відправника до одержувача через декілька вузлів, вибираючи відповідний маршрут передачі, який утворюється з ланок другого рівня. Інформаційний блок кожного рівня містить заголовок і інформаційне поле, а кожен блок протоколу вищого рівня поміщається в інформаційне поле блоку протоколу, сусіднього рівня, що пролягає нижче. Таким чином, технологія MPLS залишається незалежною від протоколів рівнів 2 і 3 в мережах IP, ATM і Frame Relay, а також, взаємодіє з існуючими протоколами маршрутизації, такими як протокол резервування ресурсів RSVP або мережевий протокол вибору найкоротших маршрутів OSPF.
Маршрутиза́ція (англ. Routing) - процес визначення маршруту прямування інформації між мережами. Маршрутизатор (або роутер від англ. router) приймає рішення, що базується на IP-адресі отримувача пакету.
Взаємодія - широкий загальний термін, що позначає таку сумісну дію кількох об'єктів або суб'єктів (тіла, елементарної частинки, біологічної істоти, людини, співтовариства), при якій результат дії одного з них впливає на інші, що змінює їхню динамічну поведінку.
Інформаці́йний про́стір (англ. Information space) - сукупність результатів семантичної діяльності людства.
Мережний протоко́л у комп'ютерних мережах - набір правил, що визначає комп'ютери у мережі. Протокол також задає загальні правила взаємодії різноманітних програм, мережевих вузлів чи систем і створює таким чином єдиний простір передачі.

Комітет IETF (Internet Engineering Task Force) визначив три основні елементи технології MPLS:


  • мітка;

  • FEC (Forwarding Equivalence Class) - клас еквівалентності пересилки;
    Логічна еквівалентність (еквіваленція) - двомісна логічна операція, що має значення «істина» тоді і тільки тоді, коли обидва операнди мають однакове значення. В інших випадках еквіваленція буде хибною.


  • LSP (Label-Switched Path) - комутований за мітками тракт.

  1   2   3


Скачати 389.63 Kb.

  • Магістерська дисертація на здобуття ступеня магістра зі спеціальності
  • Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут»
  • ЗАВДАННЯ на магістерську дисертацію
  • Орієнтовний
  • 2. АНАЛІТИЧНИЙ