Equal cost multipath routing in IP networks

IP verkkojen palveluntarjoajat ja loppukäyttäjät vaativat yhä tehokkaampia ja parempilaatuisia palveluita, mikä vaatii tuotekehittäjiä tarjoamaan hienostuneempia liikennesuunnittelumenetelmiä verkon optimointia ja hallintaa varten. IS-IS ja OSPF ovat standardiratkaisut hoitamaan reititystä pienissä ja keskisuurissa pakettiverkoissa. Monipolkureititys on melko helppo ja yleispätevä tapa parantaa kuorman balansointia ja nopeaa suojausta tällaisissa yhden polun reititykseen keskittyvissä verkoissa. Tämä diplomityö kirjoitettiin aikana, jolloin monipolkureititys toteutettiin Tellabs-nimisen yrityksen 8600-sarjan reitittimiin. Tärkeimpiä kohtia monipolkureitityksen käyttöönotossa ovat lyhyimmän polun algoritmin muokkaukseen ja reititystaulun toimintaan liittyvät muutokset ohjaustasolla sekä kuormanbalansointialgoritmin toteutus reitittimen edelleenkuljetustasolla. Diplomityön tulokset sekä olemassa oleva kirjallisuus osoittavat, että kuormanbalansointialgoritmilla on suurin vaikutus yhtä hyvien polkujen liikenteen jakautumiseen ja että oikean algoritmin valinta on ratkaisevan tärkeää. Hajakoodaukseen perustuvat algoritmit, jotka pitävät suurimman osan liikennevuoista samalla polulla, ovat dominoivia ratkaisuja nykyisin. Tämän algoritmityypin etuna on helppo toteutettavuus ja kohtuullisen hyvä suorituskyky. Liikenne on jakautunut tasaisesti, kunhan liikennevuoiden lukumäärä on riittävän suuri. Monipolkureititys tarjoaa yksinkertaisen ratkaisun, jota on helppo konfiguroida ja ylläpitää. Suorituskyky on parempi kuin yksipolkureititykseen perustuvat ratkaisut ja se haastaa monimutkaisemmat MPLS ratkaisut. Ainoa huolehdittava asia on linkkien painojen asettaminen sillä tavalla, että riittävästi kuormantasauspolkuja syntyy.Increasing efficiency and quality demands of services from IP network service providers and end users drive developers to offer more and more sophisticated traffic engineering methods for network optimization and control. Intermediate System to Intermediate System and Open Shortest Path First are the standard routing solutions for intra-domain networks. An easy upgrade utilizes Equal Cost Multipath (ECMP) that is one of the most general solutions for IP traffic engineering to increase load balancing and fast protection performance of single path interior gateway protocols. This thesis was written during the implementation process of the ECMP feature of Tellabs 8600 series routers. The most important parts in adoption of ECMP are changes to shortest path first algorithm and routing table modification in the control plane and implementation of load balancing algorithm to the forwarding plane of router. The results of the thesis and existing literature prove, that the load balancing algorithm has the largest affect on traffic distribution of equal cost paths and the selection of the correct algorithm is crucial. Hash-based algorithms, that keep the traffic flows in the same path, are the dominating solutions currently. They provide simple implementation and moderate performance. Traffic is distributed evenly, when the number of flows is large enough. ECMP provides a simple solution that is easy to configure and maintain. It outperforms single path solutions and competes with more complex MPLS solutions. The only thing to take care of is the adjustment of link weights of the network in order to create enough load balancing paths