104 research outputs found

    A study into scalable transport networks for IoT deployment

    Get PDF
    The growth of the internet towards the Internet of Things (IoT) has impacted the way we live. Intelligent (smart) devices which can act autonomously has resulted in new applications for example industrial automation, smart healthcare systems, autonomous transportation to name just a few. These applications have dramatically improved the way we live as citizens. While the internet is continuing to grow at an unprecedented rate, this has also been coupled with the growing demands for new services e.g. machine-to machine (M2M) communications, smart metering etc. Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) architecture was developed decades ago and was not prepared nor designed to meet these exponential demands. This has led to the complexity of the internet coupled with its inflexible and a rigid state. The challenges of reliability, scalability, interoperability, inflexibility and vendor lock-in amongst the many challenges still remain a concern over the existing (traditional) networks. In this study, an evolutionary approach into implementing a "Scalable IoT Data Transmission Network" (S-IoT-N) is proposed while leveraging on existing transport networks. Most Importantly, the proposed evolutionary approach attempts to address the above challenges by using open (existing) standards and by leveraging on the (traditional/existing) transport networks. The Proof-of-Concept (PoC) of the proposed S-IoT-N is attempted on a physical network testbed and is demonstrated along with basic network connectivity services over it. Finally, the results are validated by an experimental performance evaluation of the PoC physical network testbed along with the recommendations for improvement and future work

    IP and ATM integration: A New paradigm in multi-service internetworking

    Get PDF
    ATM is a widespread technology adopted by many to support advanced data communication, in particular efficient Internet services provision. The expected challenges of multimedia communication together with the increasing massive utilization of IP-based applications urgently require redesign of networking solutions in terms of both new functionalities and enhanced performance. However, the networking context is affected by so many changes, and to some extent chaotic growth, that any approach based on a structured and complex top-down architecture is unlikely to be applicable. Instead, an approach based on finding out the best match between realistic service requirements and the pragmatic, intelligent use of technical opportunities made available by the product market seems more appropriate. By following this approach, innovations and improvements can be introduced at different times, not necessarily complying with each other according to a coherent overall design. With the aim of pursuing feasible innovations in the different networking aspects, we look at both IP and ATM internetworking in order to investigating a few of the most crucial topics/ issues related to the IP and ATM integration perspective. This research would also address various means of internetworking the Internet Protocol (IP) and Asynchronous Transfer Mode (ATM) with an objective of identifying the best possible means of delivering Quality of Service (QoS) requirements for multi-service applications, exploiting the meritorious features that IP and ATM have to offer. Although IP and ATM often have been viewed as competitors, their complementary strengths and limitations from a natural alliance that combines the best aspects of both the technologies. For instance, one limitation of ATM networks has been the relatively large gap between the speed of the network paths and the control operations needed to configure those data paths to meet changing user needs. IP\u27s greatest strength, on the other hand, is the inherent flexibility and its capacity to adapt rapidly to changing conditions. These complementary strengths and limitations make it natural to combine IP with ATM to obtain the best that each has to offer. Over time many models and architectures have evolved for IP/ATM internetworking and they have impacted the fundamental thinking in internetworking IP and ATM. These technologies, architectures, models and implementations will be reviewed in greater detail in addressing possible issues in integrating these architectures s in a multi-service, enterprise network. The objective being to make recommendations as to the best means of interworking the two in exploiting the salient features of one another to provide a faster, reliable, scalable, robust, QoS aware network in the most economical manner. How IP will be carried over ATM when a commercial worldwide ATM network is deployed is not addressed and the details of such a network still remain in a state of flux to specify anything concrete. Our research findings culminated with a strong recommendation that the best model to adopt, in light of the impending integrated service requirements of future multi-service environments, is an ATM core with IP at the edges to realize the best of both technologies in delivering QoS guarantees in a seamless manner to any node in the enterprise

    Planning tools for MPLS networks

    Get PDF
    Verkot, joissa MPLS-tekniikkaa (Multi Protocol Label Switching) käytetään pakettien reitittämiseen, kasvavat jatkuvasti yhä suuremmiksi ja toiminnallisuus, jota verkoissa tarvitaan, monipuolistuu koko ajan. Tämän syyn vuoksi verkon suunnittelija tarvitsee yhä parempia apuvälineitä, jotta suunnittelu olisi onnistunutta, optimaalista ja tuottaisi halutun tuloksen. Tämän diplomityön tarkoitus on selvittää tärkeimmät toiminnallisuudet ja ominaisuudet, joita MPLS-verkkojen suunnitteluun laadittu työkalu vaatii. Diplomityö on jaettu kolmeen osaan. Ensimmäisessä osassa valotetaan MPLS-verkkojen käyttämää tekniikkaa. Tuossa osiossa käydään läpi tekniikat ja protokollat, joita MPLS-verkot käyttävät erinäisiin tehtäviin. Ensin käydään läpi yleisesti miksi MPLS-tekniikkaa ylipäätään tarvitaan ja miksi sitä käytetään verkkojen reitittämiseen. Tämän jälkeen tarkastellaan MPLS-protokollan otsikkokenttää ja sen osien käyttötarkoitukset selitetään. Sitten tarkastellaan MPLS-verkon rakennetta ja siihen kuuluvia laitteita. Seuraavaksi siirrytään osioon, joka selvittää kaikki yleisesti MPLS-polkujen rakentamiseen käytettävät protokollat ja miten ne eroavat toisistaan. Tämän jälkeen kerrotaan MPLS-vuonohjauksesta Differentiated Services-tekniikan avulla ja siitä miten se auttaa erilaisten liikenneluokkien erittelyssä MPLS-liikenteessä. Viimeinen kohta tässä osassa listaa erilaiset VPN-yhteydet, jotka ovat mahdollisia MPLS-tekniikkaa käytettäessä. Osio selventää näiden tekniikoiden eroavaisuudet ja mahdollisuudet, joita nämä MPLS-tekniikan avulla toteutettavat VPN-yhteydet suovat verrattuna aiempiin VPN-toteutuksiin. Toinen osa tässä diplomityössä kertoo verkon suunnittelusta. Ensin käydään läpi verkon suunnittelua yleisellä tasolla. Tämä osa sisältää verkon suunnittelun eri vaiheet pääosittain: erilaiset ennustusmallit esitellään ja selvitetään mitoituksen ja vuonohjauksen rooli verkkosuunnittelussa. Näiden jälkeen siirrytään yleisestä verkonsunnittelusta osioihin, joita käytetään MPLS-verkon suunnittelussa ja joiden yleisesti oletetaan tai halutaan löytyvän MPLS-verkkoihin tarkoitetusta suunnittelutyökalusta. Viimeinen kohta kertoo toiminnallisuus- ja skaalautuvuushaasteista, joihin MPLS:n on tekniikkana vastattava nykypäivänä. Kolmannessa osiossa tarkastellaan kahta eri suunnittelutyökalua, jotka on laadittu MPLS-verkkojen suunnitelua varten: WANDL-yhtiön julkaisemaa IP/MPLSView:ta ja Aria Networks Oy:n julkaisemaa iVNT:ta. Tässä osiossa käydään läpi näiden työkalujen toiminnallisuutta kertomalla erilaisista simulaatiomahdollisuuksista, joita kumpikin työkalu tarjoaa. Lisäksi kerrotaan mitä toimintoja ja protokollia näihin työkaluihin on mallinnettu, miten hyvin työkalut skaalautuvat kaupallisten MPLS-verkkojen tarpeisiin ja minkälaisita moduuleista työkalut on rakennettu. Työn lopussa on pohdittu näiden kolmen osion perusteella, että mitkä ominaisuudet tulisi ottaa huomioon MPLS-verkon suunnittelutyökalua laadittaessa ja millä tavalla nämä ominaisuudet tulisi toteuttaa työkalussa. Näiden jälkeen on työhön vielä tehty loppuyhteenveto, joka kertoo työ tuloksista ja mahdollisista jatkokehitysmahdollisuuksista. MPLS-verkon suunnittelu koostuu monesta eri vaiheesta, ja jokainen vaihe sisältää suuren määrän toiminnallisuusvaatimuksia. Nämä toiminnallisuusvaatimukset on mallinnettava MPLS-verkkojen suunnitteluun laaditussa työkalussa, jos halutaan että työkalu pystyy mallintamaan koko verkon suunnitteluprosessin alusta loppuun. Tärkeimmät toiminnallisuudet, jotka MPLS-verkon suunnittelutyökalun tulee omata ovat simulointimahdollisuudet MPLS-poluille (LSP:t), MPLS-TE:lle, eri VPN-tyypeille ja DiffServ-liikenteelle, sillä nämä ovat tärkeimmät toiminnallisuudet MPLS-verkoissa tänä päivänä. Jos edellä mainittu toiminnallisuus on toteutettu ja mallinnettu suunnittelutyökalussa ja työkalu osaa optimoida liikennettä hyvin saadaan verkon pääoma- ja operaationaaliset kulut laskemaan. MPLS-verkon suunnittelutyökalua laadittaessa on myös tärkeää ottaa huomioon työkalun skaalautuvuusominaisuudet. Runkoverkot voivat koostua tänä päivänä tuhansista solmuista ja sadoista tuhansista liikennevirroista, joten suunnitelutyökalun tulisi omata toiminnallisuutta joka automatisoi joitain vaiheita verkonsuunnittelussa, mikä mahdollistaa tämän kokoluokan verkkojen suunnittelun. Tällainen toiminnallisuus voisi esimerkiksi olla automatisoitu vuonohjaus ja verkkojen topologiakokonaisuuden vienti ja tuonti suunnittelutyökaluun ja siitä ulos. /Kir1

    Implementing Soak Testing for an Access Network Solution

    Get PDF
    Tietoliikennelaitteiden ohjelmistojen toiminnalle asetetaan erittäin kovat laatuvaatimukset. Operaattoreilla on yleensä asiakkaiden kanssa SLA sopimukset, joiden rikkomisesta operaattorit saattavat joutua maksamaan suuriakin korvauksia. Lisäksi jokainen hetki, jolloin laite ei ole toimintavalmis, tuottaa operaattorille kustannuksia menetettyjen tulojen muodossa. Tämän vuoksi on erittäin tärkeää, että laitteet ovat jatkuvasti toimintakunnossa eikä palvelukatkoksia tule. Tämän diplomityön tavoitteena oli kehittää automatisoitu pitkän ajan testausjärjestelmä IP/MPLS pohjaiselle Tellabs 8600 reititinperheelle. Testattava järjestelmä koostuu useista verkkoelementeistä sekä graafisesta Tellabs 8000 verkonhallintajärjestelmästä. Tämän testausympäristön tavoitteena on paljastaa ongelmia, jotka eivät tule esiin normaalissa toiminnallisessa tai regressiotestauksessa vaan vaativat ilmaantuakseen pidempää ajoaikaa tai useita toistoja. Työssä kehitettiin kehys sille, kuinka testausympäristössä voidaan suorittaa automaattisesti erilaisia operaatioita sekä voidaan ohjelmallisesti havaita mahdollisia ongelmatilanteita. Testausjärjestelmä toteutettiin onnistuneesti ja täyttää sille asetetut tavoitteet. Testausjärjestelmä on otettu käyttöön Tellabsin systeemitestauksessa ja on käyttöönoton jälkeen osoittautunut hyödylliseksi ja tehokkaaksi järjestelmäksi. Systeemitestauksen käyttöön toteutettiin myös toinen täysin identtinen ympäristö.The quality requirements are extremely demanding for telecommunications software. Operators usually have SLA agreements with their customers, and violations to that contract may lead to serious compensations. Furthermore, every moment that equipment or some service is not operating correctly means lost income for the operator. For these reasons, it is extremely important for a telecommunications equipment to continue functioning properly without service affecting breaks. The purpose of this thesis was to design and implement automated soak testing for the IP/MPLS-based Tellabs 8600 router series. The system under test is composed of several network elements and a graphical Tellabs 8000 Network Management System. The purpose of this testing environment is to reveal defects that do not show up immediately in functional or regression testing but may manifest when the system is used for longer periods or operations are executed many times. A framework for automatically operating the test network and detecting problems programmatically was implemented in this thesis. The testing environment was successfully implemented and satisfies the objectives initially set for it. Testing environment has been taken into use in system testing at Tellabs and after deployment has turned out to be useful and effective. Another identical environment was also implemented for the system testing group

    Auto-bandwidth control in dynamically reconfigured hybrid-SDN MPLS networks

    Get PDF
    The proposition of this work is based on the steady evolution of bandwidth demanding technology, which currently and more so in future, requires operators to use expensive infrastructure capability smartly to maximise its use in a very competitive environment. In this thesis, a traffic engineering control loop is proposed that dynamically adjusts the bandwidth and route of flows of Multi-Protocol Label Switching (MPLS) tunnels in response to changes in traffic demand. Available bandwidth is shifted to where the demand is, and where the demand requirement has dropped, unused allocated bandwidth is returned to the network. An MPLS network enhanced with Software-defined Networking (SDN) features is implemented. The technology known as hybrid SDN combines the programmability features of SDN with the robust MPLS label switched path features along with traffic engineering enhancements introduced by routing protocols such as Border Gateway Patrol-Traffic Engineering (BGP-TE) and Open Shortest Path First-Traffic Engineering (OSPF-TE). The implemented mixed-integer linear programming formulation using the minimisation of maximum link utilisation and minimum link cost objective functions, combined with the programmability of the hybrid SDN network allows for source to destination demand fluctuations. A key driver to this research is the programmability of the MPLS network, enhanced by the contributions that the SDN controller technology introduced. The centralised view of the network provides the network state information needed to drive the mathematical modelling of the network. The path computation element further enables control of the label switched path's bandwidths, which is adjusted based on current demand and optimisation method used. The hose model is used to specify a range of traffic conditions. The most important benefit of the hose model is the flexibility that is allowed in how the traffic matrix can change if the aggregate traffic demand does not exceed the hose maximum bandwidth specification. To this end, reserved hose bandwidth can now be released to the core network to service demands from other sites

    Voice over IP

    Get PDF
    The area that this thesis covers is Voice over IP (or IP Telephony as it is sometimes called) over Private networks and not over the Internet. There is a distinction to be made between the two even though the term is loosely applied to both. IP Telephony over Private Networks involve calls made over private WANs using IP telephony protocols while IP Telephony over the Internet involve calls made over the public Internet using IP telephony protocols. Since the network is private, service is reliable because the network owner can control how resources are allocated to various applications, such as telephony services. The public Internet on the other hand is a public, largely unmanaged network that offers no reliable service guarantee. Calls placed over the Internet can be low in quality, but given the low price, some find this solution attractive. What started off as an Internet Revolution with free phone calls being offered to the general public using their multimedia computers has turned into a telecommunication revolution where enterprises are beginning to converge their data and voice networks into one network. In retrospect, an enterprise\u27s data networks are being leveraged for telephony. The communication industry has come full circle. Earlier in the decade data was being transmitted over the public voice networks and now voice is just another application which is/will be run over the enterprises existing data networks. We shall see in this thesis the problems that are encountered while sending Voice over Data networks using the underlying IP Protocol and the corrective steps taken by the Industry to resolve these multitudes of issues. Paul M. Zam who is collaborating in this Joint Thesis/project on VoIP will substantiate this theoretical research with his practical findings. On reading this paper the reader will gain an insight in the issues revolving the implementation of VoIP in an enterprises private network as well the technical data, which sheds more light on the same. Thus the premise of this joint thesis/project is to analyze the current status of the technology and present a business case scenario where an organization will be able to use this information

    Optimization of BGP Convergence and Prefix Security in IP/MPLS Networks

    Get PDF
    Multi-Protocol Label Switching-based networks are the backbone of the operation of the Internet, that communicates through the use of the Border Gateway Protocol which connects distinct networks, referred to as Autonomous Systems, together. As the technology matures, so does the challenges caused by the extreme growth rate of the Internet. The amount of BGP prefixes required to facilitate such an increase in connectivity introduces multiple new critical issues, such as with the scalability and the security of the aforementioned Border Gateway Protocol. Illustration of an implementation of an IP/MPLS core transmission network is formed through the introduction of the four main pillars of an Autonomous System: Multi-Protocol Label Switching, Border Gateway Protocol, Open Shortest Path First and the Resource Reservation Protocol. The symbiosis of these technologies is used to introduce the practicalities of operating an IP/MPLS-based ISP network with traffic engineering and fault-resilience at heart. The first research objective of this thesis is to determine whether the deployment of a new BGP feature, which is referred to as BGP Prefix Independent Convergence (PIC), within AS16086 would be a worthwhile endeavour. This BGP extension aims to reduce the convergence delay of BGP Prefixes inside of an IP/MPLS Core Transmission Network, thus improving the networks resilience against faults. Simultaneously, the second research objective was to research the available mechanisms considering the protection of BGP Prefixes, such as with the implementation of the Resource Public Key Infrastructure and the Artemis BGP Monitor for proactive and reactive security of BGP prefixes within AS16086. The future prospective deployment of BGPsec is discussed to form an outlook to the future of IP/MPLS network design. As the trust-based nature of BGP as a protocol has become a distinct vulnerability, thus necessitating the use of various technologies to secure the communications between the Autonomous Systems that form the network to end all networks, the Internet
    corecore