Rozwój optycznych torów transmisji danych WDM/DWDM WDM Multiplexing MPLambaS

Transkrypt

1 Szybkie sieci komputerowe Krzysztof Zieliński Katedra informatyki AGH ACK Cyfronet AGH Plan referatu Rozwój optycznych torów transmisji danych /D Multiplexing MPLambaS Technologie przełączania optycznego OBS OPS OBS a wymagania systemów gridowych JIT Protocol OBS case study IPv6 FTCP Podsumowanie Wavelength Division Multiplexing Wavelength Windows obejmuje: Generacje wielu strumieni światła o różnej długości fali Multipleksacje i demultipleksacje tych strumieni przesyłanych przez jeden światłowód Wzmacnianie sygnału optycznego Odbiór i separacje strumieni światła o różnej długości

2 Ewolucja do D Multiplexing Aktualnie pracujące łącza D 1.6 Terabits/s = Przyszłość Sieć szkieletowa Pre-MPLambaS Sieć szkieletowa MPLambdaS (IP) MPλS (IP) MPλS IP router IP router MPλS enabled LSR MPλS enabled LSR

3 Węzeł sieci MPLambdaS MPLambdaS Podsumowanie Local ports (IP) Point-to-point channels (control channels) Incoming fibers GMPLS control unit Control signal Outgoing fibers Sieć posiada rozdzieloną warstwę sterowania ruchem i przepływu danych Warstwa sterowania jest oparta na IP i wywodzi się MPLS Incoming fibers Outgoing fibers Warstwa sterowania na ustaloną topologię i wykorzystuje Zmodyfikowane protokoły routingu IP dla dystrybucji informacji o stanie łączy (OSPF) Incoming fibers Demux Optical crossconnect Mux Outgoing fibers Local add portslocal drop ports Technologie Przełączania OBS (Optical Burst Switching) Elektroniczny system sygnalizacji zestawia połączenie dla danych przesyłanych e-2-e w warstwie optycznej Pomiędzy aplikacjami przesyłany jest ciąg bajtów danych (burst) w sposób zupełnie transparentny dla urządzeń OBS Wymagania aplikacji : Latency - opóźnienie wynika z protokołu sygnalizacji i szeregowania dostępu w węzłach brzegowych oraz opóźnienia propagacji Rozwiązanie dostępne dla środowisk naukowych za 2-3 lat OPS (Optical Packet Switching) Jitter zmienność opóźnienia w ramach ciągu bajtów nie występuje Wymaga buforowania pakietów w warstwie optycznej i ich przełączenia Data rate - szybkość transmisji bardzo duża zależna od konstrukcji warstwy optycznej Rozwiązanie nie będzie wcześniej dostępne komercyjnie jak za 10 lat

4 13 ATDnet Testbed JIT Protocol Operations /user initiated Control message Advanced Technology Demonstration Separation of Control Plane from Data Plane DARPA LTS BossNet Internet2 NLR? host client OEO Control signal created Cross connection, awaiting burst OEO host client DISA Control signal has not been processed yet, but will arrive ahead off burst by time = offset delay 14 MAX DIA NRL Washington D.C Protokół u TCP a FastTCP IPv4 a IPv6 Mechanizmy kontroli przeciążeń protokołu TCP nie nadają do zastosowań związanych szybką transmisją TeraBytowych plików danych przez długie łącza telekomunikacyjne Podstawowy pakiet IPv6 jest stałej długości - prosty nagłówek - brak opcji i sumy kontrolnej - nie ma fragmentacji dokonywanej przez routery ns-2 simulation Stąd wynika efektywna obsługa Nagłówek pakiet IPv6 ma długość max. 2 * IPv4 max (bez opcji) capacity = 155Mbps, 622Mbps, 2.5Gbps, 5Gbps, 10Gbps; 100 ms round trip latency; 100 flows

5 FAST TCP Eksperymenty z FTCP Sygnał o przeciążeniu: - strata pakietu - opóźnienie w kolejkach Modyfikacja okna przeciążeniowego (co RTT) W new = 1/2( [W old * basertt/avgrtt] + α + W current ) W old W current basertt avgrtt α Window size one RTT ago Current window size Minimum observed RTT Exponentially averaged RTT parameter Eksperymenty cd. 2Gbps 92% Powszechny dostęp do zasobów IT PON Passive Opitcal s 48% Average utilization 1Gbps 95% Wi-Max IEEE % 27% 16% Linux TCP Linux TCP FAST Linux TCP Linux TCP FAST km 4000 km km km 4000 km km 75Mbps 50 km

6 Podsumowanie Szybkie optyczne sieci wymagają dostosowania protokołów Transmisji danych. Łącza działają jak duże dyski. Szybkie optyczne sieci komputerowe zmienią w istotny sposób możliwości budowy systemów gridowych w skali globalnej. Podstawowym parametrem, który musi być brany pod uwagę zakresie konstrukcji przyszłych aplikacji gridowych jest opóźnienie wynikające z czasu propagacji sygnału. Parametry systemów transmisji danych stają się jednakże coraz bardziej deterministyczne i ich charakter zbliża się do systemów z komutacją łączy.