Programma Nazionale della Ricerca 2001-03 - Bando FIRB
Progetto Strategico
“Tecnologie Abilitanti per la Società della Conoscenza”
Progetto obiettivo “Reti e Netputing”
Progetto
“Enabling Platforms for High-Performance Computational Grids Oriented to Scalable
Virtual Organizations (GRID.IT)”
WP2:High Performance Photonic Testbed
Resp: Stefano Giordano
Udr CNIT PISA
Dipartimento di Ingegneria della Informazione: Elettronica, Informatica,
Telecomunicazioni
Pisa, 27-28/05/2003 – Workshop di Rimodulazione
WP 2: Pianificazione delle attività
Attività 2.1: “Progettazione e implementazione di un trial Diffserv over
MPLS per il grid computing”
Attività 2.2: “Progettazione e implementazione di un trial Diffserv over
MPLS su una rete di trasporto D-WDM”
Attività 2.3: “Progettazione e implementazione di un trial Diffserv over
MPLS su una rete di trasporto D-WDM con piano di controllo GMPLS”
Attività
Attività 2.1 “Diffserv over MPLS Trial”
Attività 2.2 “Diffserv over MPLS over D-WDM”
Atiività 2.3 “Diffserv over MPLS over D-WDM with GMPLS”
Anni
1
2
3
Cost Element Datasheet
First Year
Manpower
A
Equipment
General
Junior
Expenses Researcher
B
C
Travels
External
Services
Materials
D
E
F
G
Total
54,5
27,0
0,0
54,7
5,0
0,0
0,0
141,,2
135,0
81,0
0,0
54,7
15,0
0,0
0,0
285,7
40,4%
33,3%
0,0%
0,0%
0,0%
49,4%
Totale su
3 anni
100,0% 33,3%
MIUR
COFIN
200,0
85,7
Manpower:
Two research collaborator (Nov. 2002 – July 2003): 24,160 KE
Equipment:
Router Juniper M 10: 54,7 KE
Cost Element Datasheet
Second Year
Manpower
A
Equipment
General
Junior
Expenses Researcher
B
C
Travels
External
Services
Materials
D
E
F
G
Total
54,5
27,0
0,0
0,0
5,0
0,0
0,0
86,5
135,0
81,0
0,0
54,7
15,0
0,0
0,0
285,7
40,4%
33,3%
0,0%
0,0%
0,0%
30,3%
Totale su
3 anni
100,0% 33,3%
MIUR
COFIN
200,0
85,7
Cost Element Datasheet
Third Year
Manpower
A
Equipment
General
Junior
Expenses Researcher
B
C
Travels
External
Services
Materials
D
E
F
G
Total
26,0
27,0
0,0
0,0
5,0
0,0
0,0
58,0
135,0
81,0
0,0
54,7
15,0
0,0
0,0
285,7
19,2%
33,3%
0,0%
0,0%
33,3%
0,0%
0,0%
20,3%
Totale su
3 anni
MIUR
COFIN
200,0
85,7
Deliverables
• Draft - End of March 2003: Preliminary report
on the set-up of the high-performance Diffserv
over MPLS testbed
• Draft - May/June 2003: First technical report
on the experimental activities carried out on the
high performance Diffserv over MPLS testbed.
Telefonia Digitale
Reti dati a
commutazione di
pacchetto
...
...
Optical Transport
Networks : PDH,
SDH and D-WDM
Laboratorio Reti
Dipartimento Ing.
dell’ Informazione
Istituto di Scienze e Tecnologie
dell’Informazione / Istituto di
Informatica e Telematica
O-ADM
O-ADM
LAN
D-WDM
SMARTPHOTONICS PMA32
O-ADM
O-ADM
LAN
CENTRO SERRA
Network and Element Management
CNIT/S. Anna
Quality of Service
Rete Internet orientata al Best Effort
Fornire qualità del servizio significa:
– Suddividere il traffico in Classi di Servizio
– Ciascuna Classe fornisce garanzie (throughput, delay jitter, ent-toend delay…)
Architetture proposte dall’IETF:
– Integrated Services (IntServ): orientata ad una gestione del traffico
basata su microflussi legati a ciascun traffico utente
– Differentiated Services (DiffServ): orientata alla gestione tramite
aggregati di traffico (macroflussi) dei flussi che richiedono lo
stesso tipo di servizio
Architettura DiffServ
fornisce scalabilità:
•
Aggregazione dei traffici sui router di frontiera (border)
•
Processing solo degli aggregati all’interno del dominio
B
B
Dominio DiffServ
A
A
Border
Router
B
B
B
Microflussi
B
B
A
A
B
B
Aggregati
A
A
A
A
A
Un gruppo di flussi aggregati in una Classe
(individuata tramite DSCP)
Architettura DiffServ
Elementi router DiffServ
meter
classifier
packets
marker
traffic
conditioner
shaper
forward
•
Microflows IntServ
•
IntServ over Diffserv: static or
dynamic mapping over the pipe.
•
“Demultiplexing” of microflows
on the destination Intserv Domain
• Best Effort Traffic
•
COPS: the available resources
are enough to admit a new flow?
•
COPS: Answer from the Bandwidth
Broker
•
COPS/SNMP: Creation and
configuration of the pipe (and monitoring).
Topologia della rete Fase 1
Comune
di Pisa
Dip.Ing.
Informazione
FASE 1
CNR-IIT
Centro Serra
Fibonacci
100 Mbit/s
GARR
1 CLUSTER
100 Mbit/s
3 CLUSTER
Anello:
ING, SERRA, FIBONACCI, CNR, CNIT, ING
(in grassetto sedi con apparati attivi)
Topologia della rete Fase 2-3
Comune
di Pisa
Ingegneria
1 CLUSTER
FASE 2-3
1 CLUSTER
CNR- IIT
Centro Serra
Fibonacci
100 Mbit/s
100 Mbit/s
1 Gigabit/s
1 CLUSTER
GARR
3 CLUSTER
Anello GRID.it:
ING, SERRA, FIBONACCI, CNR, CNIT, ING (via Comune, Serra)
MPLS e Traffic Engineering
Adtech
AX/4000
CNR - IIT
Congestioned
link
Dip. Ingegneria
dell’Informazione
Juniper M10
Juniper M10
CNIT
Lab. Naz, Reti Fotoniche
GARR
Fibonacci
DiffServ over MPLS
Adtech
AX/4000
Juniper M10
CNR IIT
Classifier
Juniper M10
Dip. Ingegneria
Informazione
Juniper M10
EF
GARR
AF
BE
CNIT – Lab. Naz.
Scheduler
Fibonacci
Reti Fotoniche
Testbed DiffServ METROCORE
Sorgente
UDP
(Rude/Crude)
Sorgente
UDP
(Rude/Crude)
LAN
100Mb/s
• Streaming video
server (MPEG 2)
• Videoconferenza
(VIC + RAT)
• Ricevitore
stream video
• Videoconferenza
• Attivazione modalità Line
Monitor per le interfacce
Gigabit Ethernet
LAN
100Mb/s
Sorgente
UDP
(Rude/Crude)
Ingegneria
AdTech
AX-4000
Centro Serra
CNIT
CNR-IIT
Fibonacci
Traffico di disturbo (Classe BE)
Stream video + videoconferenza
(Classe EF)
Description of the technological choices
and the approach used in WP2
1) Investigate the availability of the fiber optics necessary for the
interconnection of the following sites
- DII (Dip. di Ingegneria dell’Informazione), University of Pisa
- ISTI (Istituto di Scienza e Tecnologie dell’Informazione), CNR
- CNIT Photonic Network Lab
- DI (Dipartimento di Informatica), University of Pisa
2) Plan a first network infrastructure, with a ring topology at 1Gb/s,
interconnecting the previous sites by means of M10 Juniper router
Description of the technological choices
and the approach used in WP2
3) Define the IP addressing plan using private addresses;
4) Investigate the capabilities of a M10 Juniper router, particularly
as it concerns DiffServ and Active Queue Management, MPLS,
RSVP-TE, OSPF; Label Distribution Protocol (LDP)
5) Analyse the QoS requirements of distributed/parallel
computing applications (in collaboration with WP 8);
6) Perform a preliminary classification of the traffic generated by
Grid Computing applications. Each type of network traffic will
be mapped into a DiffServ class of service with a well-defined
quality of service level. In particular, the Expedited Forwarding
class (EF) could be used for distributed/parallel computing
applications, whereas the Best Effort class (BE) could be used
for bulk file transfer (gridFTP), data replication, etc.
Description of the technological choices
and the approach used in WP2
7) Choice of the most suitable Active queue
management strategy for each class of service:
·
EF: droptail queues;
·
AF: Random Early Drop queues;
·
BE : droptail queues;
8) Finally, we studied the features of the AST AX-4000
Gigabit traffic generator/analyzer to use it as a
traffic source and to perform traffic measurements.
Testbed DiffServ METROCORE
• Video Streaming MPEG2 su UDP, classificato come
classe di servizio EF;
• Videoconferenza mediante software VIC e RAT,
classificato come classe di servizio EF;
• Tre sorgenti di traffico di disturbo UDP, generato
con software RUDE/CRUDE, classificato in classe di
servizio BE;
Testbed DiffServ METROCORE
Andamento del bitrate (in Kbit/sec) relativo al flusso di video streaming
MPEG2, rilevato al ricevitore durante la prima prova sperimentale:
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
0
50
100
150
200
250
300
350
Broker
GIS
Scheduler
GRID
Function
Network
Network
Management
Plane
Bandwidth
Broker
Network
Control
Plane
DiffServ over MPLS per il GRID Computing
DiffServ
Permette di classificare i flussi dati in classi di
servizio (EF, AF, BE) che soddisfano diversi
requisiti prestazionali (jitter, delay, bandwidth,
loss)
Otteniamo così un’architettura di rete che bene
si adatta a trattare problematiche varie e non
standard come quelle introdotte da una rete di
Grid Computing per la sua elevata scalabilità ed
adattabilità alle varie tipologie di traffico.
MPLS
Permette la realizzazione di un piano di
forwarding unico per tutta la rete e
l’introduzione di tecniche di Traffic Engineering
e di Fast ReRouting
Coordinamento con gli altri WP
•
Input
 Caratterizzazione del traffico generato dalle applicazioni di GRID computing
 Determinazione dei requisiti di QoS
 Mappa dei siti coinvolti nell’utilizzo delle singole applicazioni (VPN over MPLS)
•
“Conditio sine qua non” per il corretto funzionamento della rete
 Gestione coordinata degli apparati attivi sul testbed di GRID Computing
Per una futura estensione del testbed metropolitano a tutti i siti del
progetto “Grid.it” occorrerà avere una visione globale delle loro modalità
di accesso alla rete e intervenire sulla configurazione degli apparati
attivi (router) utilizzati per il collegamento alla rete.