Performance comparison of routing algorithms used in packet switching computer networks

Abstract

Bu tez ağ üzerindeki trafik mühendisliğinin daha iyi sağlanabilmesi için kullanılan Çok Protokollü Etiket Anahtarlama (MPLS) mimarisi tabanlı rotalama algoritmalarının incelenmesini ve karşılaştırılmasını içermektedir. Ağlar üzerinde yapılan bu çalışmada sürekli olarak büyüyen internet servislerinin Trafik Mühendislği üzerine etkilerine odaklanılmaktadır. MPLS, ağ üzerinde kullanılan yönlendiricilerin hızını arttıracak ve gerçek zamanlı çoklu ortam verilerinin aktarılacak şekilde ağ servislerini sağlayan modern bir teknik kullanır. Ayrıca, MPLS mimarisi ağ üzerinde bulunan farklı yönlendiricileri tanımlar ve trafik yönetiminin sağlanmasını garanti altına alır. MPLS'in günümüzde en kısa yoldan gönderim yapılacak yulu seçen birçok protokol içinden en iyier inden birisidir. Bir diğer önemli nokta ise, İnternet Servis Sağlayıcılarının (ISP) MPLS yönlendiricileri üzerinde çalıştırılan rotalama algoritmalarını geliştirme gereksinimlerinin olmasıdır. Bu algoritma sade ve yönlendiricilerde uygulanabilecek nitelikte olmalıdır. Gelişmiş rotalama algoritmaları, MPLS ağının rotalama algoritmalarını geliştirme avantajlarını da kullanırlar. MPLS üzerinde araştırılmaya devam edilen ve kuuanılan birçok gelişmiş rotalama algoritması bulunmaktadır. Bunlardan en önemlileri ise, trafik durumuna göre karar vererek bloke olma olasılığını azaltan rotalama teknikleri ile her türlü etiket anahtarlamalı yol (LSP) isteği için çözüm sunan trafik tabanlı algoritmalardır. Bu nedenle bu tezde, bilgisayar ağlarında iyi bilinen bir protokol MATLAB ile benzetim yoluyla çalışılmış ve daha sonra bazı farklı rotalama teknikleri bu protokol üzerinde uygulanmıştır. Son olarak, simulasyon sonuçları incelenmiş ve farklı bakış açılarından analiz edilmiştir. Çalışmanın sonunda, farklı ağ koşulları için; incelenen rotalama algoritmalarından bazıları önerilmiştir. Bu benzetim sonuçları, paket anahtarlamalı bilgisayar ağlarında entegre edilerek kullanılan rotalama algortimalarının avantajlarını göstererek ortaya koymaktadır.

This thesis investigates and compares some of the routing algorithms based on multi-protocol label switching (MPLS) architecture to provide better Traffic Engineering (TE) for the networks. The main issue here is focusing on the dependency on the rapidly growing internet service on Traffic Engineering. The MPLS is a modern technique which provides the real time communications of the multimedia data on the network service in such a way that it enhances and increases the speed of the routers. Furthermore, the MPLS architecture allows defining explicit routers in the network and ensures the Traffic Engineering Management. MPLS is developed and researched as one of the most important protocols among the protocols of today which have been built depending on the algorithms designed to get shortest path in the network for packet transmission. Another essential point are the internet service providers (ISP) which are needed to improve routing algorithm used on MPLS routers . Thus, the algorithm should be clarified and developed to suit the router devices. The advanced routing algorithms also use the advantage of MPLS network. There are many advanced routing algorithms that have been researched and used with MPLS protocol. The most important types support finding solutions according to the demand of label switching path (LSP) by use of traffic based routing, to decrease the blocking probability in the future. Therefore, in this thesis a well- known MPLS protocol network is studied using Matlab implementation. Then, it is applied with some routing algorithms. Finally, the simulation results are investigated and analyzed from different point of views. At the end of the work, some investigated routing algorithms are suggested for different kind of network conditions. These simulation results also demonstrate the advantages of integrated routing algorithms used in packet switching computer networks.