La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

Routage Multi-Chemins par Interface dEntrée Jury de soutenance Jean-Jacques Pansiot, Université Louis Pasteur, Directeur de thèse Stéphane Cateloin, Université

Présentations similaires


Présentation au sujet: "Routage Multi-Chemins par Interface dEntrée Jury de soutenance Jean-Jacques Pansiot, Université Louis Pasteur, Directeur de thèse Stéphane Cateloin, Université"— Transcription de la présentation:

1 Routage Multi-Chemins par Interface dEntrée Jury de soutenance Jean-Jacques Pansiot, Université Louis Pasteur, Directeur de thèse Stéphane Cateloin, Université Louis Pasteur, Co-encadrant de thèse Thomas Noël, Université Louis Pasteur, Rapporteur interne Olivier Bonaventure, Université Catholique de Louvain, Rapporteur externe Abdelmadjid Bouabdallah, Université de Technologie de Compiègne, Rapporteur externe Annie Gravey, TELECOM Bretagne, Brest, Examinatrice Pascal Mérindol

2 Plan Contexte Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins Contributions & Propositions Calcul des chemins : Dijkstra-Transverse Validation des chemins : Routage sans boucles DT(p) Cartographie et évaluation de la diversité Evaluations et applications Protection et restauration Equilibrage de charge Résultats de simulations Conclusions & Perspectives 2

3 Contexte Routage et modélisation Protocole de routage intra-domaine Protocole de routage inter-domaine 3 Système autonome 1- Contexte 2- Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins 3- Contributions & Propositions Calcul des chemins Validation des routes Evaluation de la diversité 4- Evaluations sur applications Protection et Restauration Equilibrage de charge Résultats de simulations 5 -Conclusions & Perspectives

4 Contexte Routage mono ou multi-chemins D 5 S Meilleur chemin 1- Contexte 2- Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins 3- Contributions & Propositions Calcul des chemins Validation des chemins Evaluation de la diversité 4- Evaluations sur applications Protection et Restauration Equilibrage de charge Résultats de simulations 5 -Conclusions & Perspectives Avantages de la diversité des chemins : 1. Contourner les pannes : diminution du temps de restauration 2. Equilibrer la charge : augmentation des débits Chemin alternatif 1 Chemin alternatif 2 D D D D D D D D

5 Contexte Composants du routage Diffusion de linformation topologique Apprentissage du domaine de routage Calcul des chemins Algorithme de cheminement (Routing Information Base : RIB) Commutation des paquets Mécanisme de correspondance (Forwarding Information Base : FIB) DestinationProchain saut Label dentrée, Port dentrée Port de sortie, Label de sortie 5 Commutation classique Commutation par étiquette 1- Contexte 2- Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins 3- Contributions & Propositions Calcul des chemins Validation des routes Evaluation de la diversité 4- Evaluations sur applications Protection et Restauration Equilibrage de charge Résultats de simulations 5 -Conclusions & Perspectives

6 Etat de lart Contexte Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins distribués Contributions & Propositions Calcul des chemins : Dijkstra-Transverse Validation des chemins : Routage sans boucles DT(p) Cartographie et évaluation de la diversité Applications Protection et Restauration Equilibrage de charge Ingénierie de trafic et résultats de simulations Conclusions & Perspectives 6

7 Le routage internet 7 Plusieurs types de routage : Centralisé : serveur dinformations (topologique et/ou de trafic) Par la source : positionnement des routes depuis un routeur dentrée Distribué : au saut par saut 1- Contexte 2- Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins 3- Contributions & Propositions Calcul des chemins Validation des routes Evaluation de la diversité 4- Evaluations sur applications Protection et Restauration Equilibrage de charge Résultats de simulations 5 -Conclusions & Perspectives Par la source CentraliséDistribué

8 Routage par la source Route signalée par étiquetage Commutation par étiquettes (identifiants courts) Protocole : Multi-Protocol Label Switching (MPLS) [RFC3031] Positionnement des routes avec un protocole de signalisation explicite tel que RSVP-TE [RFC3209] ou CR-LDP [RFC3213] Mise en œuvre dun algorithme multi-chemins : K meilleurs chemins [Eppstein94], totalement disjoints [Suuberall79], disjoints en bande passante, contraintes multiples 8 1- Contexte 2- Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins 3- Contributions & Propositions Calcul des chemins Validation des routes Evaluation de la diversité 4- Evaluations sur applications Protection et Restauration Equilibrage de charge Résultats de simulations 5 -Conclusions & Perspectives Optimisation Qualité de service (QoS) Répartition rigide de la charge (par chemin) Coût de labellisation (par segment)

9 Routage saut par saut Routage à vecteurs de distances Algorithme : Bellman-Ford distribué [Bellman & Ford58] Protocoles : RIP [RFC1058], IGRP Routage à états des liens Algorithme : Dijkstra [Dijkstra69] Protocoles : OSPF [RFC2178], IS-IS [RFC1142], EIGRP Extension multi-chemins : ECMP Meilleurs coûts égaux Propriété de sous-optimalité des meilleurs chemins : Un segment de meilleur chemin est un meilleur chemin Composition cohérente des prochains sauts 9 1- Contexte 2- Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins 3- Contributions & Propositions Calcul des chemins Validation des routes Evaluation de la diversité 4- Evaluations sur applications Protection et Restauration Equilibrage de charge Résultats de simulations 5 -Conclusions & Perspectives D 5 S

10 Terminologie Chemin Entité de routage virtuelle calculée par un algorithme de cheminement Prochains sauts Entité de routage concrète : premier saut dun chemin Route Une suite de prochains sauts composés de proche en proche Problème : Boucles de routage si coûts inégaux Contexte 2- Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins 3- Contributions & Propositions Calcul des chemins Validation des routes Evaluation de la diversité 4- Evaluations sur applications Protection et Restauration Equilibrage de charge Résultats de simulations 5 -Conclusions & Perspectives d d

11 Routage saut par saut Boucles de routage Règles pour un routage sans boucle : Niveau routeur Equal Cost Multipath Routing (vision locale) : ECMP [RFC2178], [RFC1142] Downstream Criteria [DC] (vision à un saut) : OSPF-OMP [Villamizar99], LFI [Vutukury2001] Niveau lien Vision à deux sauts [X. Yang & D. Wetherall2006] Boucle au niveau routeur Cohérence des routes : Composition des prochains sauts Contexte 2- Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins 3- Contributions & Propositions Calcul des chemins Validation des routes Evaluation de la diversité 4- Evaluations sur applications Protection et Restauration Equilibrage de charge Résultats de simulations 5 -Conclusions & Perspectives d d

12 Boucles de routage Contexte 2- Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins 3- Contributions & Propositions Calcul des chemins Validation des routes Evaluation de la diversité 4- Evaluations sur applications Protection et Restauration Equilibrage de charge Résultats de simulations 5 -Conclusions & Perspectives a bf NH 1 (b,f) NH 3 (b,f) C 3 (b,f) C 1 (b,f) c e d Un prochain saut alternatif v calculé sur s est viable si : Vision local : (sous-optimalité) Vision à un saut (DC) : (stricte décroissance) Vision à deux sauts : (p en amont de s) : j eme meilleur coût entre s et d : j eme meilleur saut entre s et d

13 Méthode Calcul local des arbres voisins Problème : complexité calcul Diffusion de vecteurs de distance Récursivement transmis de proche en proche Messages de validation «demande/réponse» A linitiative de chaque nœud Obtention des meilleurs coûts des nœuds voisins : Contexte 2- Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins 3- Contributions & Propositions Calcul des chemins Validation des routes Evaluation de la diversité 4- Evaluations sur applications Protection et Restauration Equilibrage de charge Résultats de simulations 5 -Conclusions & Perspectives

14 Routage multi-chemins saut par saut D 5 S Répartition de charge réactive Extensibilité Nombre de chemins générés (boucles) Gain de bande passante D42 D52 Meilleur prochain saut Second meilleur prochain saut Contexte 2- Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins 3- Contributions & Propositions Calcul des chemins Validation des routes Evaluation de la diversité 4- Evaluations sur applications Protection et Restauration Equilibrage de charge Résultats de simulations 5 -Conclusions & Perspectives 2

15 Synthèse de lexistant 15 Réactif Proactif 1- Contexte 2- Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins 3- Contributions & Propositions Calcul des chemins Validation des routes Evaluation de la diversité 4- Evaluations sur applications Protection et Restauration Equilibrage de charge Résultats de simulations 5 -Conclusions & Perspectives

16 Contributions Contexte Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins Contributions & Propositions Calcul des chemins : Dijkstra-Transverse Validation des chemins : Routage sans boucles DT(p) Cartographie et évaluation de la diversité Evaluations sur applications Protection et Restauration Equilibrage de charge Ingénierie de trafic et résultats de simulations Conclusions & Perspectives 16

17 Présentation générale Trois objectifs : Nombre de routes important Diversité accrue Faible complexité Calcul des chemins peu coûteux Extensibilité Déploiement incrémental Deux étapes : Un algorithme de cheminement : Dijkstra –Transverse Calcul local des chemins Prochains sauts candidats Validation en profondeur et à linitiative de chaque nœud sur le graphe de composition de DT : DT(p) Validation distribuée des prochains sauts candidats Routes Contexte 2- Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins 3- Contributions & Propositions Calcul des chemins Validation des routes Evaluation de la diversité 4- Evaluations sur applications Protection et Restauration Equilibrage de charge Résultats de simulations 5 -Conclusions & Perspectives

18 Calcul des chemins Terminologie s Nœud racine Arcs des meilleurs chemins (+ orientation opposée) : 3 meilleurs prochains sauts 3 branches Arcs transverses : Liens entre branches Arcs internes : Liens entre nœuds dune même branche Partitionnement des arcs : Contexte 2- Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins 3- Contributions & Propositions Calcul des chemins Validation des routes Evaluation de la diversité 4- Evaluations sur applications Protection et Restauration Equilibrage de charge Résultats de simulations 5 -Conclusions & Perspectives

19 Calcul des chemins Lalgorithme Dijkstra Transverse : s Arbre des meilleurs chemins Arcs transverses Arcs retour Chemin transverse simple : Meilleur chemin + un arc transverse Exemples : S-5-3 et S Chemin transverse retour : Chemin transverse simple + un segment de meilleur chemin retour Exemples : S et S Chemin transverse avant : Chemin transverse simple ou chemin transverse retour + un segment de meilleur chemin Exemples : S et S branches: S-5 S-4 et S-4-6 S-2, S-2-1 et S Contexte 2- Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins 3- Contributions & Propositions Calcul des chemins Validation des routes Evaluation de la diversité 4- Evaluations sur applications Protection et Restauration Equilibrage de charge Résultats de simulations 5 -Conclusions & Perspectives

20 Synthèse Dijkstra-Transverse Propriétés de DT : Complexité équivalente à celle de lalgorithme de Dijkstra Deux prochains sauts au minimum : Prochains sauts candidats Matrice à deux dimensions : Nombres de successeurs Nombre de destinations s A C Arc interne Arc transverse A B C D E ABAB E D B Contexte 2- Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins 3- Contributions & Propositions Calcul des chemins Validation des routes Evaluation de la diversité 4- Evaluations sur applications Protection et Restauration Equilibrage de charge Résultats de simulations 5 -Conclusions & Perspectives

21 Validation des candidats Locale (ou distribuée) DT + validation sans distinction sur lorigine du trafic Coût strictement décroissant à un saut (DC) : Routage spécifique à linterface dentrée Trafic local et trafic en transit règles différentes Complexité paramétrable Profondeur de validation configurable Validation directe sur Dijkstra-Transverse : DT(1) Composition de prochains sauts sans boucles Critère de validation à un saut : Contexte 2- Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins 3- Contributions & Propositions Calcul des chemins Validation des routes Evaluation de la diversité 4- Evaluations sur applications Protection et Restauration Equilibrage de charge Résultats de simulations 5 -Conclusions & Perspectives

22 Exemple de validation S D 5 D D C 1 (5,D)5 D 4 C 2 (5,D)5 D D C 1 (5,D)2 D 4 C 2 (5,D) 2 D D C 1 (5,D)4 Meilleur prochain saut Second prochain saut Troisième prochain saut DT(1) : IE DST NH COÛT Contexte 2- Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins 3- Contributions & Propositions Calcul des chemins Validation des routes Evaluation de la diversité 4- Evaluations sur applications Protection et Restauration Equilibrage de charge Résultats de simulations 5 -Conclusions & Perspectives 5

23 Extension de DT(1) : DT(p) 23 Règle formelle : x, terminaison « positive » dun chemin de composition P pour un couple {s = source initiatrice, d = destination} Objectif : Augmentation du nombre de prochains sauts validés Méthode : Procédure de validation étendue en profondeur si un prochain saut nest pas validé avec DT(1) Vague de messages « Query/Response » avec traitement des réponses en largeur dabord Chemin de composition : suite des prochains sauts évaluée 1- Contexte 2- Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins 3- Contributions & Propositions Calcul des chemins Validation des routes Evaluation de la diversité 4- Evaluations sur applications Protection et Restauration Equilibrage de charge Résultats de simulations 5 -Conclusions & Perspectives

24 DT à profondeur p, DT(p) Messages de validation query(d,3) response(d,VALID) a b d DT(1) DT(2) Query(a,d,3,1,[b]) Response(a,d,VALID,[b]) c e Contexte 2- Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins 3- Contributions & Propositions Calcul des chemins Validation des routes Evaluation de la diversité 4- Evaluations sur applications Protection et Restauration Equilibrage de charge Résultats de simulations 5 -Conclusions & Perspectives Message Query(s,d,c,q,P) : q : nb de sauts restants (q p) P : chemin de composition c : meilleur coût sur s Message Response(s,d,c,P) : P : chemin de composition c : code de retour (SKIP

25 Propriétés DT(p) Propriété de couverture NH(Trafic en transit) NH( Trafic local) ( Code SKIP) NH : Ensemble de prochains sauts validés Absence de boucle au niveau lien Terminaison dun chemin de composition garantit un coût strictement décroissant ( Code VALID) Aucun chemin de composition ne contient la source initiatrice s ( Code LOOP) Absence de boucle au niveau routeur Même propriété niveau lien Il existe un nœud en amont sur le chemin de composition dont le meilleur coût est plus petit ou égal à celui de s Contexte 2- Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins 3- Contributions & Propositions Calcul des chemins Validation des routes Evaluation de la diversité 4- Evaluations sur applications Protection et Restauration Equilibrage de charge Résultats de simulations 5 -Conclusions & Perspectives

26 Simulation & topologies Network Simulator 2 : Intégration dun module de calcul/validation multi-chemins Mrinfo : Sonde utilisée pour la découverte de topologie réels 4 topologies dévaluation non valuées + 1 topologie valuée Global Crossing Alternet Open Transit Renater #noeuds #liens Diamètre 26 Geant Contexte 2- Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins 3- Contributions & Propositions Calcul des chemins Validation des routes Evaluation de la diversité 4- Evaluations sur applications Protection et Restauration Equilibrage de charge Résultats de simulations 5 -Conclusions & Perspectives Alternet Global Crossing

27 Nombre de prochains sauts Contexte 2- Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins 3- Contributions & Propositions Calcul des chemins Validation des routes Evaluation de la diversité 4- Evaluations sur applications Protection et Restauration Equilibrage de charge Résultats de simulations 5 -Conclusions & Perspectives Alternet Open-Transit Renater Global-Crossing DT(1)/DC DT(2)/DC DT(3)/DC Facteur daugmentation du nombre de prochains sauts DC

28 Distribution des routes Open Transit & Alternet Contexte 2- Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins 3- Contributions & Propositions Calcul des chemins Validation des routes Evaluation de la diversité 4- Evaluations sur applications Protection et Restauration Equilibrage de charge Résultats de simulations 5 -Conclusions & Perspectives Open Transit & Alternet 7000 et 6000 meilleurs routes SPF DC DT(1) DT(3) Échelle logarithmique Longueur des meilleurs routes Nombre de routes

29 Temps de convergence et couverture Deux types de panne : Lien de cœur (PARIS-LYON) Lien de bordure (BORDEAUX-TOULOUSE) Renater 29 Alternet18%98%99% Open Transit16%60%78% Global Crossing19%71%87% Renater10%50%67% GEANT37% 75% PARIS-LYON BORDEAUX-TOULOUSE Couverture SPFDT(1)DT(2)DT(3) SPFDT(1)DT(2)DT(3) 1- Contexte 2- Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins 3- Contributions & Propositions Calcul des chemins Validation des routes Evaluation de la diversité 4- Evaluations sur applications Protection et Restauration Equilibrage de charge Résultats de simulations 5 -Conclusions & Perspectives DC DT(1) DT(3) => 9-17ms => 7-18ms

30 Evaluations sur applications Contexte Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins Contributions & Propositions Calcul des chemins : Dijkstra-Transverse Validation des chemins : Routage sans boucles DT(p) Cartographie et évaluation de la diversité Evaluations sur applications Protection et Restauration – pannes de liens/routeurs Equilibrage de charge – congestions et optimisation globale Ingénierie de trafic et résultats de simulations Conclusions & Perspectives 30

31 Restauration rapide sur IP Objectif : Réduire le temps de reprise sur panne Méthode : Alternative locale et pré-calculée 1.Détection physique de la panne {20ms} Niveau physique : alarmes SONET ou SDH Niveau liaison : messages Hello 2.Notification de la panne Avertissement de létat des liens (LSA) {10ms+diamètre réseau} 3.Calcul de larbre des plus courts chemins Calcul de la table de routage (RIB) {dimension, ex : 10ms/100 routeurs} 4.Mise à jour de la table de commutation (FIB) {nombre de préfixes} Contexte 2- Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins 3- Contributions & Propositions Calcul des chemins Validation des routes Evaluation de la diversité 4- Evaluations sur applications Protection et Restauration Equilibrage de charge Résultats de simulations 5 -Conclusions & Perspectives

32 IP Fast ReRouting (IPFRR IETF) Protection locale simple : Faible complexité LFA [Atlas & Zinin2007 ] v alternative de secours loop free alternate sur s vers d si : UTURN [Atlas2006 ] et v dispose dune sortie LFA vers d ne contenant pas le lien en panne Protection locale complète : Complexité croissante Tunnels orientés [Shand et Bryant2008] Adresse Notvia [Bryant et al2006] Contexte 2- Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins 3- Contributions & Propositions Calcul des chemins Validation des routes Evaluation de la diversité 4- Evaluations sur applications Protection et Restauration Equilibrage de charge Résultats de simulations 5 -Conclusions & Perspectives

33 Reroutage local / global Protection locale Prochain saut alternatif différent du lien incriminé Protection globale Pas dalternative locale (pour un couple {interface dentrée, destination} donné) Protocole de notification en amont Existence dun chemin alternatif en amont ne contenant pas le lien incriminé Contexte 2- Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins 3- Contributions & Propositions Calcul des chemins Validation des routes Evaluation de la diversité 4- Evaluations sur applications Protection et Restauration Equilibrage de charge Résultats de simulations 5 -Conclusions & Perspectives

34 Résultats de couverture Alternet18%98%99% 34%~100% Open Transit16%62%78%87%33%92% Global Crossing19%73%87%91%44%96% Renater10%51%67%69%21%85% Geant37%83%75%87%63%94% DC LFA DT(3) UTURN DC DT(3) Taux de protection local / global Contexte 2- Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins 3- Contributions & Propositions Calcul des chemins Validation des routes Evaluation de la diversité 4- Evaluations sur applications Protection et Restauration Equilibrage de charge Résultats de simulations 5 -Conclusions & Perspectives

35 Répartition de la charge Méthodes proactives Matrices de trafic : demandes moyennes point-à-point Cas normaux / pires cas (pannes…) ? Saut par saut : modification de la valuation Par la source : modification des proportions à la source Méthodes réactives Protocoles sondes : délais, bande passante résiduelle Heuristiques incrémentales Risques doscillations Contexte 2- Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins 3- Contributions & Propositions Calcul des chemins Validation des routes Evaluation de la diversité 4- Evaluations sur applications Protection et Restauration Equilibrage de charge Résultats de simulations 5 -Conclusions & Perspectives

36 Diversité et partage de charge Contexte 2- Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins 3- Contributions & Propositions Calcul des chemins Validation des routes Evaluation de la diversité 4- Evaluations sur applications Protection et Restauration Equilibrage de charge Résultats de simulations 5 -Conclusions & Perspectives Développement dun module de partage de charge destiné à lévaluation de limpact de la diversité : Partage local (pas de coordination inter-routeurs) Utilisation de deux seuils : Trois états : surchargé α > transitoire β > non chargé Partage de charge : proportions de S vers D SD A B C ABC 100%

37 Technique de répartition Flux 1 Flux Contexte 2- Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins 3- Contributions & Propositions Calcul des chemins Validation des routes Evaluation de la diversité 4- Evaluations sur applications Protection et Restauration Equilibrage de charge Résultats de simulations 5 -Conclusions & Perspectives Trois types de répartition : Niveau paquet : tourniquet Niveau flux ( ) : fonction de hachage, estampille Niveau fenêtrage TCP Qualité de service

38 Résultats dévaluation Contexte 2- Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins 3- Contributions & Propositions Calcul des chemins Validation des routes Evaluation de la diversité 4- Evaluations sur applications Protection et Restauration Equilibrage de charge Résultats de simulations 5 -Conclusions & Perspectives Pour chaque entrée, k flux TCP (Reno Sack) Distribution de Pareto pour la taille, uniforme pour les départs GEANT est sur-provisionné Congestions artificielles : 1 1, 1 n, n 1 Totem : matrices de trafic collectés sur GEANT Réseau de recherche européen GEANT

39 Résultats moyens Configuration et indicateurs de performances α =50%, β =25%, échelle de temps t =1s et fenêtre de 65 paquets Utilisation du lien le plus chargé et nombre de paquets perdus 39 Charge cumulée (%) DC DT(1) DT(3) Moyenne de la réduction en perte (comparé à SPF) Moyenne de la charge du pire lien (SPF : 76%) Contexte 2- Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins 3- Contributions & Propositions Calcul des chemins Validation des routes Evaluation de la diversité 4- Evaluations sur applications Protection et Restauration Equilibrage de charge Résultats de simulations 5 -Conclusions & Perspectives DT(3) DC SPF Temps cumulé (%) α

40 Exemple sur un lien critique Utilisation du lien le plus chargé Slovénie Autriche, congestion : 1 N Pertes cumulées Charge du lien SPF, DC & DT(3) 40 8% 4% 2% 1% 100%= 2.5Mbs 50% 1- Contexte 2- Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins 3- Contributions & Propositions Calcul des chemins Validation des routes Evaluation de la diversité 4- Evaluations sur applications Protection et Restauration Equilibrage de charge Résultats de simulations 5 -Conclusions & Perspectives

41 Conclusion Contexte Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins Contributions & Propositions Calcul des chemins : Dijkstra-Transverse Validation des chemins : Routage sans boucles DT(p) Cartographie et évaluation de la diversité Applications Protection et restauration Equilibrage de charge Ingénierie de trafic et résultats de simulations Conclusions & Perspectives 41

42 Synthèse & contributions Algorithme Dijkstra-Transverse Deux prochains sauts au minimum Faible complexité calcul Procédure de validation sans boucles Diversité des routes validées Complexité message/mémoire configurable Modularité Combinaison DT et procédure de validation : DT(p) Extensibilité et convergence Déploiement incrémental Temps de convergence relatif à p Contexte 2- Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins 3- Contributions & Propositions Calcul des chemins Validation des routes Evaluation de la diversité 4- Evaluations sur applications Protection et Restauration Equilibrage de charge Résultats de simulations 5 -Conclusions & Perspectives Diversité utile à la protection et à léquilibrage de charge

43 Perspectives Protection globale Rayon de couverture et temps de notification Ingénierie de trafic Notification des congestions et granularité Coordination des routeurs et risques doscillations Extension vers routage inter-domaine Combinaison diversité intra et inter-domaine Contexte 2- Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins 3- Contributions & Propositions Calcul des chemins Validation des routes Evaluation de la diversité 4- Evaluations sur applications Protection et Restauration Equilibrage de charge Résultats de simulations 5 -Conclusions & Perspectives

44 Publications Publications nationales Mérindol P., Pansiot J.J., Cateloin S., Multiroutage par interface d'entrée, ALGOTEL06, Tregastel FRANCE. Publications internationales Mérindol P., Pansiot J.J., Cateloin S., Path Computation for Incoming Multipath Routing, ECUMN'07, Toulouse FRANCE. Mérindol P., Pansiot J.J., Cateloin S., Providing Protection and Restoration with Distributed Multipath Routing, SPECTS'08, Edinburgh UK. Mérindol P., Pansiot J.J., Cateloin S., Improving Load Balancing with Multipath Routing, ICCCN'08, Virgin Island US. 44

45 Routage Multi-Chemins par Interface dEntrée MERCI Jean-Jacques Pansiot, Université Louis Pasteur, Directeur de thèse Stéphane Cateloin, Université Louis Pasteur, Co-encadrant de thèse Thomas Noël, Université Louis Pasteur, Rapporteur interne Olivier Bonaventure, Université Catholique de Louvain, Rapporteur externe Abdelmadjid Bouabdallah, Université de Technologie de Compiègne, Rapporteur externe Annie Gravey, TELECOM Bretagne, Brest, Examinatrice Pascal Mérindol

46 Références (1) [Bellman & Ford] R. Bellman. On a routing problem. Quarterly of Applied Mathematics, 16 :87–90,1958. [RFC1058] C. Hedrick. Routing information protocol. RFC 1058, IETF, [Dijkstra59] E.W. Dijkstra. A note on two problems in connection with graphs. In Numerische Mathematik, vol. 1, pages : , [RFC2178] J. Moy. Ospf version 2. RFC 2178, IETF, April [RFC1142] D. Oran. Is-is intra-domain routing protocol. RFC 1142, IETF, February [RFC3031] E. Rosen, A. Viswanathan, and R. Callon. Multiprotocol label switching (mpls), RFC 3031, IETF, January [Eppstein94] D. Eppstein. Finding the k shortest paths. In IEEE Symposium on Foundations of Computer Science, pages 154–165, [Suurballe74] J. W. Suurballe. Disjoint paths in a network. Networks, pp. 125–45, [RFC3209] D. Awduche, L. Berger, D. Gan, T. Li, V. Srinivasan, and G. Swallow. RSVP-TE : Extensions to RSVP for lsp tunnels. RFC 3209, IETF, [RFC3213] B. Jamoussi, L. Andersson, R. Callon, R. Dantu, L. Wu, P. Doolan, T. Worster, and N. Feldman. Constraint- based lsp setup using ldp. RFC 3213, IETF, January [Vutukury2001] S. Vutukury. Multipath Routing Mechanisms for Traffic Engineering and Quality of Service in the Internet. PhD thesis, University of California, Santa Cruz, [Villamizar99] C. Villamizar. Ospf optimized multipath (ospf-omp) : draft-ietf-ospf-omp-02.txt.Draft, IETF, February [Xang & Wetherall2006] X. Yang and D. Wetherall. Source selectable path diversity via routing deflections.In SIGCOMM, volume 36, pages 159–170, october [Atlas & Zinin2007] A. Atlas and A. Zinin. Basic specification for ip fast-reroute : Loop-free alternates draft-ietf-rtgwg- ipfrr-spec-base-06. Draft, IETF, mar [Atlas2006] A. Atlas. U-turn alternates for ip/ldp fast-reroute draft-atlas-ip-local-protect-uturn-03. Draft, IETF, February

47 Références (2) [Bryant et al2006] S. Bryant, M. Shand, and S. Previdi. Ip fast reroute using not-via addresses draftbryant-shand-ipfrr- notvia-addresses-03.txt. Draft, IETF, October [Shand et Bryant2008] M. Shand and S. Bryant. Ip fast reroute framework draft-ietf-rtgwg-ipfrr-framework-08.txt. Draft, IETF, February [Fortz & Thorup2002] B. Fortz and M. Thorup. Optimizing ospf/is-is weights in a changing world. In IEEEJSAC vol. 20, pages 756–767, May [Wang et al.2001] Y. Wang, Z. Wang, and L. Zhang. Internet traffic engineering without full meshoverlaying. In INFOCOM, [Sridharan et al.2005] A. Sridharan, R. Guérin, and C. Diot. Achieving near-optimal traffic engineering solutions for current ospf/is-is networks. IEEE/ACM Trans. Netw., 13(2) :234–247,2005. [Applegate & Cohen2003] D. Applegate and E. Cohen. Making intra-domain routing robust to changing and uncertain traffic demands : understanding fundamental tradeoffs. In SIGCOMM, pages 313–324, New York, NY, USA, ACM. [Zhang et al.2005] C. Zhang, J. Kurosea, D. Towsley, Z. Ge, and Y. Liu. Optimal routing with multiple traffic matrices tradeoff between average and worst case performance. In ICNP, pages 215–224, Washington, DC, USA, IEEE Computer Society. [Applegate et al.2004] D. Applegate, L. Breslau, and E. Cohen. Coping with network failures : routing strategies for optimal demand oblivious restoration. In SIGMETRICS, pages 270–281, New York, NY, USA, ACM. [Elwalid et al2001] A. Elwalid, C. Jin, S. H. Low, and I. Widjaja. MATE : MPLS adaptive traffic engineering. In INFOCOM, pages 1300–1309, [Kandula et al.2005] S. Kandula, D. Katabi, B. Davie, and A. Charny. Walking the tightrope : Responsive yet stable traffic engineering. In SIGCOMM, pages 253–264, [Gojmerac et al2003] I. Gojmerac, T. Ziegler, and P. Reichl. Adaptative multipath routing based on local distribution of link load information. In Proc. 4th COST 263 International Workshop on Quality of Future Internet Services,

48 slides BONUS 48

49 Exemple sur un segment critique Utilisation du lien le plus chargé Slovénie Autriche, congestion : 1 N Pertes cumuléesCharge du lien SPF, DC & DT(3) 49 8% 4% 2% 1% 100%= 2.5Mbs 50% Warm up 1- Contexte 2- Etat de lart Le routage Internet Problématique multi-chemins 3- Contributions & Propositions Calcul des chemins Validation des routes Evaluation de la diversité 4- Evaluations sur applications Protection et Restauration Equilibrage de charge Résultats de simulations 5 -Conclusions & Perspectives

50 Passage à léchelle et routage multi-chemins Border Gateway Protocol Chemin dAS choisi par tie-breaking (attributs : nb dAS,…) Réseaux couvrants Multi-domiciliation AS dst AS dst AS source ISP 1 AS dst AS dst ISP 3 ISP 2 Chemin BGP direct « Chemin doverlay » 50

51 AS2 AS1 Extensibilité La complexité de DT(p) est liée au nombre de destinations internes au domaine Combinaison diversité intra et inter domaine Partitionner le domaine en sous aires / préfixe. Diffusion dun préfixe P In GWR Out GWR 1 Out GWR 2 Choix du GWR de sortie Choix du prochain saut 51

52 Présentation générale Couche Réseau : Routage IP I. Diffusion de linformation topologique II. Algorithmique de cheminement III. Commutation Application Session Présentation Transport Réseau Liaison Physique Application Session Présentation Transport Réseau Liaison Physique Réseau Liaison Physique Réseau Liaison Physique 52

53 Distribution des degrés Degré Fréquence Normal Vision à un saut Trafic en transit 53

54 Procédure générale Construction dune table de prochains sauts candidats Validation par interface entrante (trafic en transit) Validation pour le trafic local d v c v (s,d) d w c w (v,d) s Validation du prochain saut w pour s en entrée d v c v (s,d)s sd vw Validation du prochain saut v pour s en entrée Destination Prochain saut Coût s v v s Interface dentrée s v s 54

55 IP-FRR Couverture complète Tunnels et tunnels orientés [Shand et Bryant2008] Encapsulation vers le point de sortie Un calcul de SPT inversé / interface local à protéger Addresse Notvia [Bryant et al2006] Adresse et commutation spécifique Un calcul de SPT / interface globale à protéger s d r r/n/d n d d d d d d Commutation normal : d | s| 2 Commutation Not via {s,d} : d | r| 4 55

56 Modification de la valuation [Fortz & Thorup2002], [Wang & al.2001], etc Matrice de trafic / Evaluation des demandes point à point - Programmation linéaire ECMP - partage statique inéquitable Problème doptimisation sur chemins MPLS Hors ligne (matrice de trafic) [Applegate & Cohen2003], COPE [Applegate2003], etc Analyse des demandes dans les pires cas et/ou dans les cas nominaux En ligne (protocoles sondes) MATE [Elwalid et al2001], TeXCP [Kandula et al.2005], etc Heuristiques saut par saut ECMP, LFI, OSPF-OMP, [Gojmerac &al.2005] etc Méthodes incrémentales, proportions mobiles Analyse du segment critique, estimation des délais, bande passante résiduelle, etc Risque doscillations Equilibrage de charge État de lart 56

57 Contraintes : intégrité des proportions Objectif : minimiser lutilisation maximum des liens Procédure local pour le mouvement des proportions : Vecteur de proportions : Ratio dutilisation : Seuil de réaction : Si correspond au lien l Equilibrage de charge Routage proportionnel réactif 57

58 58 s v d 2 n est un LFA pour {s,v} d n p Meilleur chemin entre s et d p est un UTURN pour {s,v} d

59 59 Warm up 59

60 60 Renater Open Transit Degré des nœuds DC DT(1) DT(2) DT(3) AlternetGlobal Crossing


Télécharger ppt "Routage Multi-Chemins par Interface dEntrée Jury de soutenance Jean-Jacques Pansiot, Université Louis Pasteur, Directeur de thèse Stéphane Cateloin, Université"

Présentations similaires


Annonces Google