การเปรยบเทยบประสทธภาพการสง Packet บนระบบเครอขายท ใชโพรโทคอล OSPF และ IS-IS

นายสนศาสน ครวฒน

การศกษาโครงการเฉพาะเรองนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตร

ปรญญาวทยาศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาเทคโนโลยสารสนเทศ

คณะเทคโนโลยสารสนเทศ มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร

พ.ศ. 2556

การเปรยบเทยบประสทธภาพการสง Packet บนระบบเครอขายท ใชโพรโทคอล OSPF และ IS-IS

นายสนศาสน ครวฒน วท.บ (เทคโนโลยสารสนเทศ)

การศกษาโครงการเฉพาะเรองนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตร

ปรญญาวทยาศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาเทคโนโลยสารสนเทศ คณะเทคโนโลยสารสนเทศ

มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร พ.ศ. 2556

คณะกรรมการการศกษาโครงการเฉพาะเรอง ….................................................................... ประธานกรรมการการศกษาโครงการเฉพาะเรอง (ผศ. ดร.ณรงคฤทธ วราภรณ) ….................................................................... กรรมการและอาจารยทปรกษารวม (ผศ. ดร.วชรศกด วานชชา) ….................................................................... กรรมการ (ดร.อนชาต ทศนวบลย)

ลขสทธของมหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร

ข

หวขอการศกษาโครงการเฉพาะเรอง การเปรยบเทยบประสทธภาพการสง Packet บนระบบ เครอขายทใชโพรโทคอล OSPF และ IS-IS

หนวยกต 3 ผเขยน นายสนศาสน ครวฒน อาจารยทปรกษา ผศ.ดร.ณรงคฤทธ วราภรณ

ผศ.ดร.วชรศกด วานชชา หลกสตร วทยาศาสตรมหาบณฑต สาขาวชา เทคโนโลยสารสนเทศ คณะ เทคโนโลยสารสนเทศ พ.ศ. 2556

บทคดยอ ในยคปจจบนเทคโนโลยการสอสารมความส าคญในการด ารงชวตของผคนยคในใหมเปนอยางมากไมวาจากทางตรงและทางออม เทคโนโลย อนเตอรเนตและเครอขาย ตางเปนสวนหนงของการสอสาร ดงนนการทผจดท าโครงการศกษาเฉพาะเรองการเปรยบเทยบประสทธภาพการสง Packet ของโพรโทคอล OSPF และโพรโทคอล IS-IS เพอทจะศกษาวา โพรโทคอลทง 2 ชนดนมการท างานเปนอยางไร และความสามารถของมนเหมอนกนหรอแตกตางกนแบบไหนมงเนนเพอศกษาและวเคราะหความแตกตางของประสทธภาพโดยใชความสามารถในการจ าลองระบบเครอขายของ OPNET Modeler 14.5 โดยการทดสอบใหสรางเครอขายจ าลองแลวท าการก าหนดใหใช โพรโทคอลOSPF ในการสง Packet และเกบผลการทดลองเสรจแลวจงไดท าการทดลอง โพรโทคอล IS-IS โดยท ใชการทดลองแบบเดม แลวน าผลลพธทไดทงสองมา เปรยบเทยบกนแลวท าการสรปผล ค าส าคญ: ระบบเครอขาย / ไอเอส – ไอเอส / โอเอสพเอฟ

ค

สารบญ

หนา บทคดยอภาษาไทย ข สารบญ ค รายการตารางประกอบ จ รายการรปประกอบ ฉ บทท 1. บทน า 1 1.1 ความเปนมาและบทบาทความส าคญของปญหา 1 1.2 วตถประสงคของโครงการ 1 1.3 ขอบเขตของโครงการ 1 1.4 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ 1 1.5 นยามศพทเฉพาะ 2 2.ทฤษฎทเกยวของ 3 2.1 กระบวนการพจารณาการสงผานของ Packet (Routing Algorithm) 3 2.2 โพรโทคอล Open Shortest Path First (OSPF) 4

2.3 โพรโทคอล INTERMEDIATE SYSTEM to INTERMEDIATE SYSTEM (IS-IS) 10 3. วธการทดลอง 13 3.1 โปรแกรมทใชในการทดลอง 13 3.2 อปกรณทใชในการทดลอง 15 4. ผลการทดลอง 19 4.1 การจ าลองผลการทดลอง 19 4.2 ผลลพธโดยรวม 21 5. สรปผล 27 5.1 สรปผลการทดลองการท างานของโพรโทคอล OSPF และ IS-IS 27

ง

สารบญ (ตอ) หนา 5.2 ปญหาทพบระหวางการทดลอง 28 5.3 ขอเสนอแนะ 28 เอกสารอางอง 29 ภาคผนวก 30 ประวตผจดท า 31 34 35

จ

รายการตารางประกอบ ตาราง หนา 2.1 โครงสราง OSPF Packet Header 4 2.2 โครงสราง Hello Packet 5 2.3 โครงสราง IS-IS 11

ฉ

รายการรปประกอบ รป หนา หนา 2.1 แสดง Normal Area 2.1 Normal Area 7 8 2.2 Stub Area 8 9 2.3 Totally Not So Stubby Area (Totally NSSA) 9 2.4 Level 1 และ Level 1/2 ของโพรโทคอล IS-IS 12 3.1 ระบบเครอขายจ าลองส าหรบการท าการทดลอง 13 12 3.2 ระบบเครอขายทใชท าการจ าลองโพรโทคอล IS-IS 14 3.3 ระบบเครอขายทใชในการจ าลองโพรโทคอลOSPF 14 3.4 การตงคาRouter Level 1 15 3.5 การตงคาRouter Level 1/2 16 3.6 การตงคาRouter Level 2 17 3.7 การตงคาRouter Area 0.0.0.1 18 3.8 การตงคาFailure Recovery 19 4.1 การหาเสนทางแบบOSPF 20 4.2 การหาเสนทางแบบ IS-IS 20 4.3 การก าหนดระยะเวลาการทดลอง 21 4.4 กราฟของNetwork Convergence Activity 22 4.5 กราฟของNetwork Convergence Duration (sec) 23 4.6 กราฟของTraffic Received (bit/sec) 24 4.7 กราฟของTraffic Sent (bit/sec) 25 4.8 กราฟของPoint to Point Throughput (bit/sec) 26

บทท 1 บทน า

1.1 ความเปนมาและบทบาทความส าคญของปญหา ในยคปจจบนทมเทคโนโลยเครอขายไดรบความนยมกนอยางแพรหลาย โดยเฉพาะ การสงขอมลโดยใชเครอขายไอพ (IP Network) ในการท างาน โดยน าเอา Packet จากตนทาง (Source) ไปยงจดหมาย (Destination) โดยใชความสามารถการ คนหาเสนทาง (Route) ของ Router หรอ Switch Level 3 เปนตวก าหนดจากจดตนทางไปยงเครอขายปลายทางไดโดยอาศยโพรโทคอลในการคนหาเสนทางบางครงตองขนอยกบการใชโพรโทคอลทเหมาะสมกบเครอขายดวยไมเชนนนแลวอาจจะท าใหความสามารถในการสงชด Packet ไปยงเครอขายลดนอยลงได

1.2 วตถประสงคของโครงการ 1. เพอศกษาการท างานของโพรโทคอล OSPF 2. เพอศกษาการท างานของโพรโทคอล IS-IS 3. เพอเขาใจการออกแบบระบบเครอขายโดยใชโพรโตคอล OSPF และโพรโตคอล IS-IS

1.3 ขอบเขตของโครงการ 1. ออกแบบระบบเครอขายดวยซอฟตแวรจ าลอง (OPNET Modeler 14.5) 2. ก าหนดคาอปกรณบนซอฟตแวรจ าลองเพอใหสามารถท างานดวย โพรโทคอล OSPF

และ IS-IS ได 3. ท าการทดลองระบบเครอขายทไดออกแบบไว โดยการจ าลองสถานการตาง ๆ ทก าหนดไว และวเคราะหผลการทดลอง

1.4 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ 1. สามารถออกแบบระบบเครอขายโดยใชโพรโตคอล OSPF และโพรโตคอล IS-IS ได 2. เขาใจการท างานของโพรโทคอล OSPF 3. เขาใจการท างานของโพรโทคอล IS-IS

2

1.5 นยามศพทเฉพาะ 1. Multiple Routes คอ การทโพรโทคอลคนหาเสนทางนนมหลายเสนทางทใหเลอกวาจะไปเสนทางไหนถาเกดวามจดเชอมตอไหนเกดเสยไปหรอเกดความแออดของขอมลในเสนทางนน การคนหาเสนทางใหมกจะเกดขนเพอใหใชเวลาในการสงขอมลใหไดนอยทสด 2. Quality of service (QoS) คอ ตวก าหนดคณภาพหรอประสทธภาพในการตดตอหรอการสงPacketวาเปนไปตามทได ก าหนดไวหรอไม โดยทวไปแลว QoS จะตรวจสอบและควบคม การไหลของPacketใหเปนไปตามทก าหนดไวใหได 3. Convergence คอ กระบวนการของโพรโทคอลทใชในการคนหาเสนทางควรจะมาบรรจบกนในเวลาท Router ทงหมดทอยในระบบเครอขายนนรเสนทางในการสง Packet ภายในเครอขายยงใชเวลานอยในการคนหาเสนทางยงมประสทธภาพมากขน 4. Router คอ อปกรณเครอขายทท าหนาทเชอมตอเครอขายหนาทหลกและท าการคนหาเสนทางเพอใชในการสงPacketไปยงระบบเครอขายอนๆได

บทท 2 ทฤษฎทเกยวของ

2.1กระบวนการพจารณาการสงผาน Packet (Routing Algorithm) ในการคนหาเสนทางการสงผาน Packet ของ Router จะใชตารางการคนหาเสนทาง (Routing Table) [1] ในการพจารณาวาควรเลอกเสนทางไหน การคนหาเสนทางนนจ าเปนตองใชกระบวนการพจารณาการค านวณคา Cost โดยอาศยหลก Routing Algorithmในการพจารณา บางครงอาจเกดเครอขายทเปลยนแปลงไปหรอเครอขายเกดการขดของจนท าใหไมสามารถสง Packet ผานไปได กระบวนการพจารณาการคนหาเสนทา Routing Algorithm มบทบาทในการปรบปรงเสนทางทอยในตารางการคนหาเสนทางเพอทจะไดเสนทางทดทสดในการสง Packet และถาเกดมการเปลยนแปลงบนเครอขาย กจะท าการปรบปรงขอมลในตารางใหใหมเสมอ เราสามารถแบงประเภทในการพจารณา Routing Algorithm ไดหลายประเภท ซงแตละประเภทกยงมวธท างานทแตกตางกนดวย อาจแยกประเภทเปน 2 ประเภทใหญๆ คอ Interior Routing Protocol และ Exterior Routing Protocol

2.1.1 Interior Routing Protocol ในการท างานของ Interior Routing Protocol หรอเรยกวา Intra domain Routing Protocol [1] โดยสวนใหญจะใชในเครอขายทมขนาดเลกและมเครอขายยอยเชอมตออย โดยใชเปนเสนทางการสงPacket กนและกนภายในระบบ เราเรยกวา Autonomous System (AS) [1]เชอมตอไปยง Autonomous System อนๆในเครอขายเดยวกน หรอเพอออกไปยง Internet ตอไป โดยแตละAutonomous System จะมหมายเลขทไมซ ากนเรยกวา AS Number การระบเสนทางของ Interior Routing Protocol ยงมการแยกไปอกหลายแบบ เชน Link-state routing protocol และ Distance-vector routing protocol

2.1.2 Exterior Router Protocol เมอระบบเครอขายภายในตองการทจะเชอมตอเขากบเครอขายหลกภายนอกและออกสInternet นนจะตองทการเชอตอแบบ Exterior Router Protocol [1] แลวตองใชหมายเลขของ Autonomous System หรอเรยกวา AS number ในการตดตอ ในการเรยนรเสนทางในการสง Packet จะให Router หลกใน Internet ท าเทานน จะถอวาการรวมกนของ AS ภายในและภายนอกนนเปนแคหนงระบบเครอขายเทานน ถาไมท าเชนนแลวใหทงเครอขายยอยและเครอขายหลกท าการแลกเปลยนตารางเสนทางไปใหกบ Router ทกตวใน Internet แลวกจะท าใหเกดความหนาแนนของเครอขายเกนไปและอาจจะท าใหชองสญญาณไม เพยงพอท าให เกดปญหาในการสง Packet ได

4

Bit 8 16 32

2.2 โพรโทคอล Open Shortest Path First (OSPF) โพรโทคอล OSPF หรอเรยกวา Open Shortest Path First เปนโพรโทคอลทใชเทคโนโลย Link-State ในการคนหาเสนทาง โดยมวธการท างานคอ ค านวณคา Cost [2] ทคดไดจากเครอขายตนทางไปยงเครอขายปลายทางดวยการค านวณตามหลก Diijkstra Algorithm เพอทจะหาคา Cost ยงคา Cost นอยเทาไรกแสดงใหเหนวาเสนทางนนดทสดในการสงPacket สมการในการค านวณหาคา Cost คอ

Cost = (10^8) /Bandwidth

2.2.1 โครงสรางโพรโทคอล OSPF Packet Header ตารางท 2.1 โครงสรางโพรโทคอล OSPF Packet Header

Version No. Packet Type Packet Length

Router ID

Area ID

Checksum Authentication Type

Authentication

OSPF Packet Header มรายละเอยดในตางรางท 2.1 [4] ไดอธบายไวดงตอไปน Version No: เปนการจ าแนก Version ของ โพรโทคอลOSPF โดยทใชนจะเปนของ Version 2 ทใช กนอยในปจจบน Packet Type: ชนดของOSPF packet โดยแบงออกเปนทงหมด 5 ชนดคอ

HELLO Packet Database description (DBD) Link-state request (LSR) Link-state update (LSU) Link-state acknowledgement (LSAck)

Packet Length: ความยาวของ Packet ของ OSPF โดยทเปนชนด Byte รวมถง OPSF Header ดวย

5

Bit 16 24 31

Router ID: เปนคาของ Router ทเอาไวเปรยบเทยบแตละตวใน Area เพอใชในการเลอก DR โดยการท Router ID สงสดจะไดเลอกใหเปน DR Area ID: เปนตวก าหนดพนทตอนน Packet ทสงไปอยท Area ไหน โดยสามารถเขยนรปแบบไดเปน Area 1 หรอ Area 0.0.0.0 Checksum: มส าหรบเอาไวตรวจสอบขอผดพลาดในขณะทก าลงสง Packet Authentication Type: มไวส าหรบอธบาย ชนดของการเขารหสโดยแบงคาเปน3 ชนดคอ

0- ไมมการเขารหส 1-การเขารหส แบบ Plain text 2 –การเขารหส Cryptographic Authentication using MD5 (Message Digest) algorithm

Authentication: พนท 64 Bits นเอาไวส าหรบอธบายPacketการเขารหส เชนถา Authentication Type เปน 1 พนทนกจะบรรจ Key เอาไวภายในอกดวย

2.2.2 ชนดของ Packet OSPF ในการตดตอกนระหวาง Router ทใชโพรโทคอล OSPF นนมการท างานโดยการสง Packetไปหายง Router เพอนบานโดยใช Link-state advertisements (LSAs) ระหวางกบและกนโดยจะม Packet ทงหมด 5 ชนด โดยแตละชนดกท างานตางกนไปตามหนาทเพอท าใหเกดกระบวนการ Routing ของโพรโทคอล OSPF [4] 1. HELLO Packet ตารางท 2.2 โครงสราง Hello packet

OSPF Header (24 byte)

Network Mask

Dead Interval Hello Interval Router Priority

Designated Router(DR)

Backup Designated Router(BDR)

List of Neighbor(s)

6

โพรโทคอลOSPF จะท าการสง Packet Hello ไปยง Router เพอนบานและท าการเปรยบเทยบตามเงอนไขในการเลอก Designate router (DR) และ Back up Designated routers (BDR) [2] โดยมโครงสรางตามตารางท 2.2 [4] ดงตอไปน Network mask: หรอเรยกวา Subnet mask ตารางนจะบรรจ Subnet mask ของ ปลายทางทจะสงPacket ไปหา Hello Interval: ในตารางนจะแสดงเวลาเปนวนาทระหวางการตดตอของ Router ทงสองตวทสง Hello packet เขาหากนและเวลาทง 2 Router จะตองเทากน Dead Interval: เพอท าการจบเวลาวา Router เพอนบานนนวายงสามารถสงขอความไปหรอตอบกลบระหวาง Router เพอนบานได Router Priority: เปนตวก าหนดของ Router ท เอาไวเลอกวาตวไหนจะเปน DR ตวไหนจะเปน BDR ถาตวไหน ม Priority ทสงวาจะไดเปน DR Designated Router: สวนนจะเปนรายชอหมายเลข IP ทเปนของ Router ID ของ DR แตถาไมมรายชอของ DR สวนน จะมคาเปน 0.0.0.0 Backup Designated Router: สวนนเปนทเกบ BDR และ รายการของ IP Address ของ BDR List of Neighbors: สวนนจะเกบ รายชอ OSPF Routers ID ของ Router ทอยขางเคยงกน 2. Database description Packet ในการแลกเปลยนฐานขอมลของ Router ในโพรโทคอล OSPF นน Database description Packet [4] จะเปนตวทบรรจขอมลรายละเอยดทเอาไวใชแลกเปลยนกนระหวางกา ร Router 3.Link-state request Packet (LSR) ในการสง Packet Router จะขอขอมลมาจาก Database description Packetโดยการสง Link-state request [4] ไปหา Router ตวอนและมนยงสามารถทจะท าการรองขอ LSA ไดในขณะทก าลงแลกเปลยนฐานขอมลกนไดอกดวย 4. Link-state updates Packet (LSU) ถาเกดมการเปลยนอะไรกตามทเกดขนในการสง Packet ถาเกดมลงคเสยขนมา Link-state updates [4] จะเปนตวทเปลยนแปลงขอมลและท าการปรบปรงขอมลใหใหม จากนนกจะท าการประกาศไปยง Router ตวอน ๆในเครอขาย

7

5. Link-state acknowledgement Packet (LSAck) ในการสง LSA นน Link-state Acknowledgement Packet [4] จะเปนตวทยนยนวามการสง LSU ไปและไดมมการรบ LSU เกดขนแลวนนเอง

2.2.3 พนทของโพรโทคอล OSPF (OSPF Area) โดยทวไปแลว โพรโทคอล OSPF นนจะมพนท (Area) แบงไดเปน 2 ระดบตามล าดบชนโดยในกรณท Area มมากกวา 1 ในเครอขายแลวนน ท Area 0 จะท าหนาทเปน Backbone แลวจะม Area อนๆมาเชอมตอกบ Backbone ทก Area [2] 1. Area ปกต (Normal Area) เปน Area ทตงคาไวโดยเปนคาเรมตนโดยมความสามารถ [4] ดงน

Summary LSA จาก Area อน สามารถเขามาแสดงได สามารถใชงานจาก External LSA ได สามารถใชงานจาก External default LSA ได

Area 1

Area 0

Area 2

EIRGP

RIP

รปท 2.1 Normal Area [4]

จากรป 2.1 แสดงArea 1 และ Area 2 เชอมตอกบ Area 0 ทท าหนาท เปน Backbone โดยทArea 1 ใช EIRGP ในการคนหาเสนทาง(Route)และ Area 2 ใช RIPในการคนหาเสนทาง(Route)

8

2. Stub Area Area นจะรบแต Route ทเปนแบบ LSA ทเปนแบบ Type 3 เทานนซงหมายความวา Stub Area นจะรบ Route ทมาจาก Area อนแตตองอยในกลมเดยวกนเทานนไมรบ External Route หรอ Route ใน LSA Type 5 แตจะท าการแปลงจาก LSA Type 5 ไปเปน Default Route โดย ABR ของ Stub Area โดยสวนมากแลวการตงเครอขายใหเปน Stub Area นนจะมประโยชนมากเมอในครอขาย ม Router ทมขนาด CPU หรอ RAM นอยเพราะ Stub Area จะท าการแปลง Route ตาง ๆใหเปน Default Route จงท าใหการใชทรพยากรมคณภาพขน [4]

D

L

E

C B

K

J

A

Area 0RIP

I

Area 1

Area 2 Stub

F

รปท 2.2 แสดง Stub Area

จากรปท 2.2 [4] Route A ใช RIP ในการคนหาเสนทางแตจะไมสามารถสง LSA ไปยง Area 2 ไดเนองจาก Area 2 ถกท าใหเปน Stub Area Router I จงท าการ แปลง External Route จาก Router A ทมวธการ Route LSA Type 5 ไปเปน Default Route โดย ABRของ Area 2 Stub แลวจงน าเขาไปใน Area 2 ได แตการ Summary Routes ของ Area 1 ยงคงสงไปยง Area 2 ไดตามปกต 3. Totally Stub Area Area นจะท างานคลาย ๆ กบ Stub Area แตทแตกไปกคอ Totally Stub Area จะไมรบ LSA Type 3 และ Type 5 ทมาจาก Area 0 แต ABR ของ Totally Stub Area จะท าการแปลง Route LSAใหเปน Default Route เสยกอนแลวจงประกาศไปยง Totally Stub Area ของตวมนเอง [4]

9

4. Not So Stubby Area (NSSA) NSSA นนจะท างานคลาย ๆ กบ Stub Area เหมอนกนแตจะม ASBR อยภายใน NSSA Area ได โดยท ASBR ทอยใน NSSA นนจะรบ External route เขามาโดยวธ Redistribute External Routeจากภายนอก OSPF Domain เขามาโดยท ASBR จะท าการเปลยนแปลง External route ใหเปน Route ใน LSA Type 7 [4] 5. Totally NSSA Totally NSSA [4] นจะไมรบการ Route ของ LSA Type 3 และ LSA Type 7 ดงนน Totally NSSA กเลยตองใช ABR ของตวมนในการแปลง Route ของ LSA Type 3 และ LSA Type 7 ใหเปน Default Route แลวน าเขาไปยง Totally NSSA ไดเลย

D

F

L

E

CB

K

J

A

M

Area 0EIRGP

RIP

I

Area 1

Area 2 NSSA

NSSA ASBR

Type 7

SLA Type 7 Type 5

ABR NSSA

Type 5

รปท 2.3 แสดง Totally Not So Stubby Area (Totally NSSA)

จากรปท 2.3[4] แสดงใหเหนวา Router M ไดสง LSA มายง Area 2 ซงเปน Totally NSSA Route ทเปน LSA Type 7 เขาไป ทาง Area 2 จะท าการ เปลยนจาก LSA Type 7 ไปเปน LSA Type 5 โดย ABR ของ NSSA

2.2.4 ประเภทของ Router ของโพรโทคอล OSPF 1.Internal Router (IR) Routerทอยภายใน Area เดยวกนและตอตรงกบ Router ขางเคยงโดยท IR จะใช LSDB และ Routing Algorithm เดยวกนใน Area

10

2. Area Border Router (ABR) Router ทท าหนาท นจะเชอมตอมากกวา 1 Area ขนไปกบ Backbone Area หรอ Area 0 มนท าหนาทในการน า LSDB จาก Area หนงไปยง Area อนๆ 3.Backbone Router (BR) Router นจะอยใน Area 0 ท าหนาทเปนตวทโพรโทคอล OSPF ท างานและมนสามารถเปน ABR อกดวย 4. Autonomous System Boundary Router (ASBR) เปน Router ทม Interface ตดตอกบ Router ตวอนทใชโพรโทคอล ในการ Route ตางออกไปเชน RIP หรอ IRGP โดยเราถอวาเปน External Route ถงตองมการแปลง LSA กอน ขนอยกบเราใช Area ชนดไหนบาง

2.3 โพรโทคอล INTERMEDIATE SYSTEM to INTERMEDIATE SYSTEM (IS-IS) โพรโทคอล IS-IS นนมความเหมอนกบโพรโทคอล OSPF อยมาก เชน เปนโพรโทคอลทเปนแบบ Link – State และยงใช Dijkstra algorithm อกดวยแตทแตกตางกนกคอ IS-IS นนจะแบงพนทเปนแบบ Level 1, Level 2 [3]

Router Level 1 ท าหนาทเรยนรเสนทางภายใน Area เดยวกบตวมนเอง ซงมนท างานคลายๆ กบ Router ทใช โพรโทคอล OSPF ในเครอขายโดยทไมไดตดตอกบเครอขายภายนอก Router Level 2 ท าหนาทเชอมตอและแลกเปลยนกบ Router Area เพอนบานแตมนกสามารถจะเปลยนไปท าหนาท Level 1 ไดถา เครอขายนนเปนเครอขายทไมไดตดตอกบเครอขาย อนๆ มนท างานคลายกบArea 0 ของโพรโทคอล OSPF เพราะมนเอาไวเชอมตอระหวาง Router ของArea เหมอนกน ในการทกทาย Router เพอนบานของ IS-IS นนจะแบงไดเปน 2 ชนด คอ Hello Packet และ Designated Intermediate System (DIS) [3] โดยท Hello Packet จะใชตอนท Router ท าการเชอมตอกนแบบ Point to Point และ DIS เมอตอนทสงแบบ Broadcast media เพอทจะท าการสง Packet ไปยง Router ตางๆ

2.3.1โครงสรางของ IS-IS ตามตารางท 2.3 [3] โครงสรางโพรโทคอล IS-IS ไดอธบายไว ดงน

11

Bit 8 16

Intra domain routing protocol discriminator: ก าหนดวาจะใชโพรโทคอลตวไหนกบ IS-IS Length indicator: ก าหนดความยาวของ Headerมหนวยเปน octet Version/protocol ID extension: ชนดของโพรโทคอลทใชงานโดยทคาเรมตนเปน 1 ID length: ความยาวของพนท และ การใชพนทของ NETs ใน Routing Domain R: จ านวน Bit ทจองเอาไว PDU: อธบายชนดของ PDU Version: ตงเปนคาคงท 0x01 Maximum area addresses: เอาไวก าหนดความจสงสดของทอยของ Area โดยทแยก Area ออกเปน 2 ชนดคอ

1. Network Service Access Point (NSAP): จะระบ Router และใช LSPในการสรางเสนทางNSAPมคาสงสด 20 ไบต

2. Network Entity Title (NET): เอาไวคนหา Network Level ตารางท 2.3โครงสราง IS-IS PDU

Intradomain Routing Protocol Discriminator Length Indicator Version/protocol Id extension ID Length

R R R PDU Type Version

Reserved Maximum area addresses

2.3.2 ชนดPacket ของโพรโทคอล IS-IS

1.Intermediate System – Intermediate System HELLO (IIH) [3] เอาไวตดตอกบ Router ขางเคยง และมความแตกตางกนระหวางการสง Packet แบบ Point to Point กบ LAN 2. Link state packet (LSP) [3] จะมขอมลของ Link State ในการสงPacketของ Router และมแค 1 LSP ตอ 1 Router และ 1 LAN เทานน 3. Complete sequence number PDU (CSNP) [3] ก าหนดรายชอของ LSP จากใน Database และปองกนการผดพลาดของขอมล LSP ท าใหขอมลเหมอนกนหมดใน Router ในเครอขายนน ๆ

12

4. Partial sequence number PDU (PSNP) [3] มไวรองขอ LSP และการสรางAcknowledge receive ของ LSP

Level 1/2

Level 1

Level 1/2Level 1

Area 0

Level 1

Area 1

Level 1

รปท 2.4 แสดง Level 1 และ Level 1/2 ของโพรโทคอล IS-IS จากรปท 2.4 [4] โพรโทคอล IS-IS ไมม Backbone เหมอนกบ โพรโทคอล OSPF แตจะม Level 2 หรอ Level 1/2 ท าหนาทเชอมตอ Router และท าการกระจายขอมลไปยง Router ทอยเครอขายเหมอนกบ Area 0 ในโพรโทคอล OSPF

บทท 3 วธการทดลอง

3.1 โปรแกรมทใชในการทดลอง OPNET Modeler 14.5 เปนโปรแกรมทเอาไวใชในการท าการจ าลองเครอขายขนาดเลกไปจนถงขนาดใหญไดและยงสามารถจ าลองอปกรณตอพวงรวมถงโพรโทคอลตาง ๆ แลวยงสามารถวเคราะหประสทธภาพของเครอขายทเราจ าลองไวไดอกดวย โดยทผทดลองจะสรางเหตการณตาง ๆโดยจ าแนกออกเปน 1.การทดสอบสงผาน Packet โดยเครอขายโดยใชการคนหาเสนทางของโพรโทคอล IS-IS ไปยง Router ตาง ๆทไดจ าลองเอาไว 2.การทดสอบสงผาน Packet โดยเครอขายทใชการคนหาเสนทางของโพรโทคอล OSPF ไปยง Router ตาง ๆทไดจ าลองเอาไว

รปท 3.1 ระบบเครอขายจ าลองส าหรบการท าการทดลอง ในการทดลองทางผทดลองไดท าการจ าลองเครอขายทใชงานเปนการเชอมตอแบบ Point to Point link โดยม Router ทงหมด 21 ตว เพอท าการทดสอบการคนหาเสนทางการสงผาน Packet โดย

ทางผทดลองจะท าการทดสอบโพรโทคอล IS-IS และ OSPF เพอทจะหาคาตางๆดงน Network Convergence, Traffic Received, Traffic Sent และ Throughput โดยมระบบเครอขายดงรปท 3.1

14

รปท 3.2 ระบบเครอขายทใชท าการจ าลองโพรโทคอล IS-IS จากรปท 3.2 จะเหนไดวาม Area ทงหมด 4 Areasโดยแบงเปน Area 49.0001, 49.0002, 49.0003 และ 49.0004 แตละ Area จะม Router L1 เปน Router ภายในและ Router L1/L2 เปน Router ทเชอมตอกบ Router L2 หรอ Back Bone

รปท 3.3 ระบบเครอขายทใชในการจ าลองโพรโทคอล OSPF

15

จากรปท 3.3 แสดงถง Area แตละอนจะประกอบไปดวย Router ทเปน Router ภายในและจะม Router ทท าหนาทตดตอกบ Backbone โดยเครอขายทใชในการทดลองของ OSPF จะม Area ทงหมด 4 อนประกอบไปดวย Area 0.0.0.1, 0.0.0.2, 0.0.0.3, 0.0.0.4 และ 0.0.0.0 ทท าหนาทเปน Back Bone เชนเดยวกบการทดลองของ IS-IS แตในการตงคาอปกรณนนแตกตางกนไป จะแสดงใหเหนไดในหวขอถดไป

3.2 อปกรณทใชในการทดลอง ในการท าการทดลองของทงสองโพรโทคอล รปแบบเครอขายทใชงานนนทงสองจะใชอปกรณเครอขายทเหมอนกนแตแตกตางกนในการตงคาอปกรณโดยมอปกรณ ทใชดงตอไปน

Cisco 7200 PPP DS 3 Link Failure/Recovery

3.2.1 Router Cisco 7200 ในการทดลอง Cisco ท าหนาทเปน Router ท าหนาทคนหาเสนทางไปยง Router ตวอน ๆ ของระบบเครอขายทท าการจ าลองการตงคา Router จะแตกตางกนในแตละโพรโทคอล โดยแยกเปน

1. การตงคา Router ทใชโพรโทคอล IS-IS Router ทใชโพรโทคอล IS – IS จะมการตงคา Router อย 2 อยางไดแกการตงคา

NET และ Level

รปท 3.4 การตงคา Router Level 1

16

จากรปท 3.4 จะเหนไดวามคา NET เปน 49.00011920.0004.6001.00 คาตรง 49.0001 แสดงวา Router ตวนเปนสมาชกของ Area 49.0001 และม Level 1 เปน Router ภายใน Area 49.0001

รปท 3.5 การตงคา Router Level 1/2

จากรปท 3.5 จะเหนไดวามคา NET เปน 49.00011920.0004.4001.00 คาตรง 49.0001 นแสดง ใหเหนวา Router ตวนเปนสมาชกของ Area 49.0001 และม Level 1/2 เปน Router ทเชอมตอกบBackbone หรอ Router Level 2

17

รปท 3.6 การตงคา Router Level 2

จากรปท 3.6 จะเหนไดวามคา NET เปน 49.0001.1920.0003.4001.00 คาตรง 49.0001 แสดงวา Router ตวนเชอมตอไวกบ Area 49.0001 และม Level 2 เปน Router ทท าหนาทเปน Backbone หรอ Router Level 2 2. การตงคา Router ทใชโพรโทคอล OSPF

Router ทใชโพรโทคอล OSPF จะมการตงคา Router อย 2 อยาง ไดแกการตงคา Area และ Area Type

18

รปท 3.7 การตงคา Router Area 0.0.0.1 จากรปท 3.7 จะเหนไดวามการรบคา Router ID เปนการรบแบบอตโนมต Area ID เปน 0.0.0.1 แสดงใหเหนวา Router ตวนอยใน Area ท 0.0.0.1 และม Area Type เปนแบบ Normal ซงการตงคาของ Router จะเหมอนกนหมด แตแตกตางกนตรงท Area ID ทตงตาม Area ทก าหนดไวเทานนเองเชน Area 0.0.0.0 กจะท าหนาทเปน Backbone

19

รปท 3.8 การตงคา Failure Recovery จากรปท 3.8 ในการตงคา Failure Recovery [4] ทางผทดลองไดสรางให Link ระหวาง Router 19 และ Router 13 เกด Link Down ขนในวนาทท 500 และท าการกคนในวนาทท 1000

บทท 4 ผลการทดลอง

4.1 การจ าลองผลการทดลอง การก าหนดเวลาการจ าลองระบบเครอขายของทง 2 กรณ กรณท 1 การใชโพรโทคอล OSPF ในการหาเสนทาง แสดงในรปท 4.1 กรณท 2 การใชโพรโทคอล IS-IS ในการหาเสนทาง แสดงในรปท 4.2

รปท 4.1 การหาเสนทางแบบ OSPF

รปท 4.2 การหาเสนทางแบบ IS-IS

21

รปท 4.3 การก าหนดระยะเวลาการทดลอง ทง 2 กรณจะใชเครอขายทเหมอนกนในการทดสอบเพอใหคาการทดสอบทถกตอง การทดสอบก าหนด เวลาทเวลา 30 นาท ตามรปท 4.3 ท าใหสามารถใหผลการวเคราะหออกมาได

4.2 ผลลพธโดยรวม หลงจากทไดท าการทดลองของทงสองกรณทนนผทดลองไดท าการตงคาการใชงานแอพพลเคชนโปรแกรม OPNET Modeler 14.5 จะแสดงคาทไดมาเปน คาทโปรแกรมวเคราะหออกมาจากการจ าลองระบบเครอขายนซงไมใชคาตามความเปนจรงคาทไดนใชส าหรบการเปรยบเทยบผลการจ าลองนเทานนซงไดแสดงผลลพธออกมาเปนกราฟไดดงน

4.2.1 Network Convergence Activity ในการทดลองการรบสง Packet ของเครอขายทใชโพรโทคอล IS-IS และ OSPF นนในระหวางการเรมการสง Hello Protocol หรอสง SLA ระหวาง Router จนสราง Routing table จากกราฟ แกน Y: แสดงอตรารอยละของการเกดกจกรรมของ Network Convergence ในชวงเวลาทก าหนด และ แกน X: แสดงระยะเวลาทท าการทดลอง จากการทดลองแสดงใหเหนไดวาโพรโทคอล IS-IS จะใชเวลาทเกดกจกรรม Network Convergence สงสดอยทประมาณ 0.50 และในโพรโทคอล OSPF คาสงสดอยทประมาณ 0.17 แสดงไดวาในการเกด Network Convergence Activity โพรโทคอล OSPF นนใชเวลานอยกวานอยกวาโพรโทคอล IS-IS แสดงในรปท 4.4

22

รปท 4.4 กราฟของ Network Convergence Activity

4.2.2 Network Convergence Duration

ในกราฟของ Convergence Duration แกน Y: แสดงอตรารอยละของชวงเวลาในการเกด

Network Convergence และแกน X: แสดงระยะเวลาทท าการทดลอง จากกราฟจะเหนไดวาโพรโทคอล IS-IS ตอนทเรมตนมคารอยละ 5.4 ของการเกด Network Convergence สวนทางดานโพรโตคอล OSPF ตอนทเรมตนคอ รอยละ 30 ซงมากกวา โพรโทคอล IS-IS ถง 5 เทา จนถงวนาท ท 500 ซงไดเกดม Link เสยหายขน โพรโตคอล IS-IS ในชวงเวลานนเปลยนแปลงเพมขนเพยงเลกนอยเกอบคงทจนถงชวงเวลาท 1000 วนาท กราฟกเรมลดลงอยางเหนไดชดสวนทางดานโพรโทคอลOSPF ในตอนแรกใชเวลาสงมากและลดลงมาเรอยๆจนถงท Link เสยกราฟกมแนวโนมลดลงมาเรอยแตการลดลมานนดจากกราฟจะเหนไดวาระยะเวลา 500 – 1000 วนาท กราฟจะมคาเปลยนแปลงนอยกวาชวงแรกท ยงไมได Link เสย จากการทดลองจะเหนไดวา โพรโทคอล IS-IS นน ม Network Convergence Duration นอยกวา โพรโทคอล OSPF อยมาก แตเมอเกด Link เสยจะเหนไดวาจะมผลกระทบกบโพร โทคอล IS-IS มากวา โพรโทคอล OSPF ดงแสดงในรปท 4.5

23

รปท 4.5 กราฟของ Network Convergence Duration (sec)

4.2.3Traffic Received ทางผทดลองไดท าการเลอก Router ในการรบสง Packet คอ Router 2 ไปยง Router 20 ในกราฟ Traffic Received แสดงใหเหนวาในการสงขอมลของทงสอง โพรโทคอล คอ 1500000 bit/sec จากกราฟเราจะเหนไดวาทงสอง โพรโทคอล คอ IS-IS และ OSPF มความสามารถในการรบขอมลผานการคนหาเสนทางของทงสอง โพรโทคอลนนเทากนคอ สามารถสงขอมลไดเตมคอ 1500000 bit/sec ดงแสดงในรปท 4.6

24

รปท 4.6 กราฟของTraffic Received (bit/sec)

4.2.4 Traffic Sent (bit/sec) การสงขอมลของทงสองโพรโทคอล คอ 1500000 bit/sec ทางผทดลองไดท าการเลอก Router ในการรบสง Packet คอ Router 2 ไปยง Router 20 จากกราฟเราจะเหนไดวาทงสอง โพรโทคอลคอ IS-IS และ OSPF มความสามารถในการรบขอมลผานการคนหาเสนทางของทงสองโพรโทคอลนนเทากนคอ สามารถสงขอมลไดเตมคอ 1500000 bit/sec เชนเดยวกน Traffic Received แสดงใหเหนวา ทงสองโพรโทคอลไมมปญหาในการรบสงขอมลดงใน รปท 4.7

25

รปท 4.7 กราฟของTraffic Sent (bit/sec)

4.2.5 Point to point Throughput ในการสง Packet ระหวาง Router คอ Router 1 และ Router 2 นนคา Throughput จะแสดงถงความสามารถในการสง Packet จดหนงไปยงอกจดหนงในเวลาทก าหนด จากกราฟทแสดงจะเหนไดวา โพรโทคอล IS-IS จะมคา Throughput ประมาณ 2700 bit/sec ในตอนเรมตนแตทางโพรโทคอล OSPF มคา Throughput สงสดอยทประมาณ 1100 bit/sec เทานน แตเมอท างานไปทางดาน โพรโทคอล IS-IS มคาเฉลยของ Throughput อยท 500 bit/sec และ โพรโทคอล OSPF ลดลงเปนอยางมาก แสดงใหเหนวาความสามารถในการคนหาเสนทางของโพรโทคอล IS-IS และโพรโทคอล OSPF มผลตอ Throughput ของระบบเครอขาย รวบถงภาระโหลดของระบบเครอขายเชนกน ดงในรปท 4.8

26

รปท 4.8 กราฟของ Point to point Throughput (bit/sec)

บทท 5 สรปผล

จากการศกษาโครงการไดผลการจ าลองเครอขายเพอเปรยบเทยบประสทธภาพการสง Packetบนระบบเครอขายทใชโพรโทคอล OSPF และ IS-IS ในการคนหาเสนทางในการสงขอมล โดยสรางสถานการจ าลองเพอการรบสง Packet ไดผลสรปดงน

5.1 สรปผลการทดลองการท างานของโพรโทคอล OSPF และ IS-IS การทดลองการท างานของโพรโทคอล OSPF และ IS-IS สามารถสรปไดจากการทดลองจะเหนวาในโพรโทคอลทงสองตวนนท าการตดตอระหวาง Router เพอนบานเพอท าการสรางตารางเสนทางโดยททงคนนเปน Link State จงมหลกการท างานทคลายๆ กนดงนนผลลพธทไดจากการทดลองนนอาจจะมความแตกตางของขอมลไมมากนก ในระหวางท ทงสองโพรโทคอลก าลงสรางตารางคนหาเสนทางไดท าการเรมตนในการคนหาเสนทางดานโพรโทคอล IS-IS จะใชเวลามากกวาโพรโทคอล OSPF เปนเพราะตอนทออกแบบระบบเครอขายทใชในการทดลองความสามารถของโพรโทคอล IS-IS นน Router แตละตวจะมความแตกตางกนคอ Level 1 Level 2 และ Level 1-2 ในการแลกเปลยนขอมลระหวางกนจะท าไดโดย Router Level 1 และ Level 2 หรอ Level 1-2 เพอท าการตดตอกนระหวาง AREA ท าใหตอนเวลาสราง Network Convergence ใชเวลามากกวา โพรโทคอล OSPF เนองจากในแตละ AREA ของโพรโทคอล OSPF จะม ABR เปนตวแทนในการแลกเปลยนขอมลระหวาง Router ของ AREA อน เพอใชในการสรางตารางเสนทางจงท าใหการสรางตารางเสนทางไดเรวกวา สวนทางดาน การรบและสงขอมลจะเหนไดวาทงสองโพรโทคอลกสามารถทจะสงขอมลไดเหมอนกนและมขนาดเทากนซงทางผทดลองไดท าการทดลองสงขอมลผานโพรโทคอลเปนจ านาน 1500000 bits/sec ทงสองโพรโทคอลสามารถรบและสง Packet ท าไดเทากนแตทางดาน Throughput ททดลองนนโพรโทคอล IS-IS จะม Throughput ทสงกวาโพรโทคอล OSPF ในตอนเรมตนและลดต าลงมาแสดงใหเหนวาในการใชโพรโทคอลทงสองตวมผลตอ Throughput เหมอนกน จากการจ าลองการสง Packet ทงสองเครอขาย แสดงใหเหนวาในการคนหาเสนทางทงสองโพรโทคอล จะมความสามารถในการคนหาเสนทาง มการตอบสนองในการเปลยนแปลงเสนทางไดอยางรวดเรวโดยททงสองเพราะ ในการทดลองนนผลลพธออกมานนใกลเคยงกนพอสมควรทงสองโพรโตคอลนนกมความสามารถในการคนหาเสนทางในการสง Packet คลาย ๆ กนเพราะทงสองเปน Routing โพรโทคอล ชนดเดยวกนนนเอง

28

5.2 ปญหาทพบระหวางการทดลอง โปรแกรม OPNET Modeler 14.5 ทใชในการทดลองนนมขอจ ากดมากเพราะเครองคอมพวเตอรทใชในการทดลองนนไมสามารถใช Router เกน 40 ตวเพราะเวลาท าการทดลองออกมานนใชเวลานานมากจนท าใหคอมพวเตอรทใชในการทดลองนนไมสามารถท าการทดลองจนถงออกมาเปนผลลพธไดเลย จนท าใหการทดลองม Router นอยท าใหเหนผลลพธทไมชดเจนเทาทควรแตกสามารถสรปผลการทดลองได

5.3 ขอเสนอแนะ ในการก าหนดคาการทดลองนเปนการทดลองกบโปรแกรมจ าลองซงบางครงอาจจะท าใหมการตงคาผดพลาดหรออาจจะไดผลลพธคลาดเคลอนจากความเปนจรง ดงนนการทดลองนจงไมใชตวทจะไปอางองในการท างานจรงได Routing โพรโทคอลกแตกตางกนตามคณสมบตพเศษของแตละผพฒนาและขอจ ากดตางกนไปนเราจะเลอกใชงาน Routing โพรโทคอลใดกขนอยกบปจจยหลายๆอยาง เชน วตถประสงค ขนาด ขอบเขต และความเรวในการประมวลผลเพอใหเกดประโยชนสงสดในการพฒนาเครอขายเราได

29

เอกสารอางอง [1] สรนทร เพชรไทย, 2548, บทท 5 การสงขอมลไปยงปลายทาง [Online], Available: http://student.nu.ac.th/buapin/Network5.html [10 กมภาพนธ 2548]. [2] Cisco, 2005, OSPF Design Guide [Online], Available: http://www.cisco.com / open-shortest-path-first-ospf/7039-1.html [2014 February 17].

[3]Cisco, 2005, Intermediate System-to-Intermediate System Protocol [Online], Available: http://www.cisco.com/en/US/products/ps6599/products_white_paper09186a00800a3e6f.shtml [2014 February 15]. [4]Esuendale, S.L., Syed, A.H. and Wendwossen, W.A., 2009, PerformanceComparison of EIGRP/ IS-IS and OSPF/ IS-IS, Degree of Master of Science in Electrical EngineeringBlekinge Institute of Technology pp.31-55.

30

ภาคผนวก OPNET Modeler 14.5 เปนโปรแกรมทมเอาไวส าหรบท าการวจย ทดสอบเกยวกบระบบเครอขายส าหรบการทดสอบประสทธภาพ การทดสอบ และการแกไขสวนทผดพลาดของระบบเครอขาย ทใชกนอยางแพรหลายในปจจบน OPNET Modeler 14.5 นนมหนาจอการใชงานและการตงคาของโปรแกรมไดงายดายใชเวลาเรยนรไมนานมากนกกสามารถทจะใชงานโปรแกรมไดในการสรางวธการทดลองกสามารถทจะ น าเอาอปกรณทจ าลองไวมาวางไดเลย สวนผลการทดลองกสามารถแสดงผลออกมาเปนกราฟไดอยางสวยงามอกดวยและตวโปรแกรมนนกยงมอปกรณทเอาไวจ าลองการทดลองมหลายรนและหายผลตภณฑใหผศกษาท าการทดลองอยางหลากหลายตามความตองการของผทท าการทดลองได

31

ประวตผจดท า

ชอ - สกล นายสนศาสน ครวฒน วน เดอน ปเกด 16 กรกฎาคม 2528 ประวตการศกษา ระดบมธยมศกษา มธยมศกษาตอนปลาย โรงเรยนธรรมโชตศกษาลย สพรรณบร พ.ศ. 2547 ระดบปรญญาตร วทยาศาสตรบณฑต สาขาวชาเทคโนโลยสารสนเทศ มหาวทยาลยธรกจบณฑตย พ.ศ. 2551 ระดบปรญญาโท วทยาศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาเทคโนโลยสารสนเทศ มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร พ.ศ. 2556 ประวตการท างาน Service Engineer บรษท ยปอนซอย จ ากด พ.ศ. 2551-ปจจบน