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Les GIGA-ROUTEURS Franck PERRAUD Emmanuel WEISS Baptiste MERCIER.

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2 Les GIGA-ROUTEURS Franck PERRAUD Emmanuel WEISS Baptiste MERCIER

3 Plan 1. Pourquoi les giga-routeurs? 2. Rappels IP - ATM 3. IP Switching - Tag Switching - Cell Tunneling 4. MPLS 5. Les giga-routeurs et loptique 6. Exemple 7. Conclusion PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

4 Pourquoi les giga-routeurs??? Augmentation du trafic et du débit IP (gigabit, 10 gigabit éthernet…) routeur classique: paquets/s giga-routeur: plus. centaines de M/s QoS suivant la nature du flux: voix, données, multimédia sur IP, trafic base de données... PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

5 IP - ATM IP Routage de paquet Intervention au niveau 3 Flexibilité, implémentation simple, développement ouvert Supports hétérogènes Contrôle de flux dynamique avec peu de latence Pas de connexion à établir Limité en terme de performance ATM Commutation de cellules Intervention au niveau 2, simple Orienté connections : difficultés dimplémentation, ouverture sur le réseau réduite QoS, média continu Multicast efficace PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

6 IP Switching Fonctionnement en plusieurs étapes : 1) 2 types de trafics : burst ou non-burst (rafale ou non) 2) Etablissement dun circuit virtuel pour du trafic burst (flux) 3) Identification du flux, puis le commutateur IP instruit les commutateurs adjacents pour attacher (niveau 2) les données du flux identifié 4) Le trafic entre dans le commutateur ATM à lintérieur du routeur 5) Le routage est fait à haute vitesse avec laide du hardware sur une commutation de niveau 2 par une mise en cache de la décision de routage PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

7 Composantes de lIP switching PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

8 Inconvénients de lIP switching Ouvrir un flux pour des petites demandes de données ? Beaucoup de travail pour identifier le type de trafic Offre de la scalabilité seulement sur réseau ATM nécessité dun tout-ATM PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

9 Tag switching Méthode proposée par Cisco Co. Evolution et un concurrent de lIP Switching. PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

10 Avantages du Tag switching Peut être implémenté sur des réseaux non-ATM Démontre plus de performance en terme de scalabilité (ouverture réseau, capacité de développement, possibilité dhétérogénéité) que lIP Switching. Les Tags peuvent être directement mappés dans lentête dATM PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

11 Inconvénients du Tag switching Plusieurs chemins vers la même destination ne sont pas possibles Totalement inefficace pour les routeurs de point déchange entre les backbones, où la demande en bande passante est très importante PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

12 Cell Tunneling idée : transmettre les paquets bien eeeequétant en décision de routage. Méthode basée sur la propriété de diffusion dun bus ATM. PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

13 Cell tunneling (1/3) PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

14 Cell tunneling (2/3) PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

15 Cell tunneling (3/3) PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

16 IP/Cell switching vs. Cell tunneling IP/Tag IP sur ATM Possible sur tous les environnement ATM Applicable seulement sur du trafic de type flux Cell tunneling IP sur ATM Possible sur tous les environnements ATM Applicable sur tout trafic IP Complémentaire de la commutation IP PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

17 IP/Tag vs. Cell - Routage IP/Tag Le routage seffectue par paquet Tout le paquet doit être réassemblé pour transmettre Cell tunneling Le routage seffectue par paquet La décision de routage est prise après la transmission des données sur les ports de sortie Le paquet IP na pas besoin dêtre ré-assemblé Seule lentête du paquet IP nécessite dêtre reconstruite dans le paquet PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

18 MPLS MultiProtocol Label Switching Objectifs: utiliser une commutation de niveau 2 Ne faire le traitement nécessaire à la recherche du chemin qu'une seule fois à l'entrée du réseau. Comment? Attribuer à chaque paquet entrant dans le domaine MPLS un label qui décrit: le chemin que doit emprunter le paquet dans le réseau. le traitement que doit subir le paquet dans les routeurs Commutation de labels PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

19 M comme Multi-protocoles Protocoles couche réseau Protocoles couche liaison IPv6IPv4IPX MPLS 802.3ATMPPP FDDI...FrameRelay PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

20 FEC – Forwarding Equivalent Class classe dun réseau MPLS destinée à rassembler des trafics ayant: comme destination le même sous-réseau les même exigences QoS (messagerie, voix sur IP…) PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

21 LSP – Lable Switching Path LSP = un chemin dans le réseau MPLS – un ensemble de routeurs d'entrée (ingress LSR) – un routeur de sortie (egress LSR) – un arbre multipoint à point depuis les routeurs d'entrée jusqu'au routeur de sortie Défini pour une FEC LSR A LSR E LSR B LSR D LSR C LSR F Egress Ingress LSP pour une FEC F PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

22 Routeur MPLS Informations: 2 tables au lieu de 1 seule: – Routage: algos classiques (RIP, OSPF, BGP...) – Commutation: permet un aiguillage des paquets de type ATM générée à partir des tables de routage et des résultats des demandes de réservation de ressources (RSVP Ressource reSerVation Protocol) PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

23 Algorithme de commutation Lorsqu'un paquet arrive non étiqueté on détermine sa FEC (Forwarding Equivalent Class) (en fonction du préfixe de routage qui lui correspond) on lui associe un label Lorsqu'un paquet arrive étiqueté Une entrée dans la table de commutation indique vers qu'elle destination avec quel label le paquet doit être transmis PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

24 Exemple: Routage LSR A LSR E LSR B LSR D LSR C LSR F a b a b a b a b c d c c d a b a c c Routage B A -> c, A C -> a, C D -> b, D E -> a, C F -> b, D X -> c, A Y -> b, D Z -> a, C Routage D A -> c, A B -> d, B C -> a, C E -> a, C F -> b, F X -> c, A Y -> b, F Z -> a, C Routage C A -> d, B B -> d, B D -> c, D E -> a, E F -> b, F X -> d, B Y -> b, F Z -> a, E Routage E A -> a, C B -> a, C C -> a, C D -> a, C F -> a, C X -> a, C Y -> a, C Z -> b,. Routage B A -> b, D B -> b, D C -> a, C D -> b, D E -> a, C X -> b, D Y -> c,. Z -> a, C b X Y Z Routage A B -> a, B C -> a, B D -> b, D E -> a, B F -> b, D X -> c,. Y -> b, D Z -> a, B PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

25 Exemple: Commutation (LSP pour la FEC Z) LSR A LSR E LSR B LSR D LSR C LSR F Table D L7: (FEC F) F, pop L11:(FEC F) F, pop L18:(FEC X) A, pop L9: (FEC Y) F, pop L12:(FEC Y) F, pop (FEC Z) C, L14 Table C L24:(FEC X) B, L3 L25:(FEC Y) F, pop L10:(FEC Z) E, pop L14:(FEC Z) E, pop L19:(FEC Z) E, pop X Y Z Table F (FEC D) D, pop (FEC E) C, L17 (FEC X) D, L18 (FEC Z) C, L19 Table E (FEC D) C, L22 (FEC F) C, L23 (FEC X) C, L24 (FEC Y) C, L25 Table B L4: (FEC E) C, L6 (FEC F) D, L7 L3: (FEC X) A, L8 (FEC Y) D, L9 L5: (FEC Z) C, L10 Table A (FEC F) D, L11 L8: (FEC X) A, pop (FEC Y) D, L12 (FEC Z) B, L5 L5 L10 L14 L19 PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

26 Changement de routage LSR A LSR E LSR B LSR D LSR C LSR F a b a b a b a b c d c c d a b a c c c X Y Z Routage C A -> d, B B -> d, B D -> c, D E -> a, E F -> c, D X -> d, B Y -> c, D Z -> a, E Routage F A -> b, D B -> b, D C -> b, D D -> b, D E -> b, D X -> b, D Y -> c,. Z -> b, D PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

27 Changement des tables MPLS LSR A LSR E LSR B LSR D LSR C LSR F a b a b a b a b c d c c d a b a c c Table D L26:(FEC Z) C, L14 c X Y Z Table F (FEC Z) D, L26 Label L8 Label L10 Label L26 Label L14 PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

28 Conclusion MPLS Nombreuses applications (QoS, Tunneling...) Mais difficultés (sécurité, fiabilité, mise en oeuvre complexe...) Standardisation presque aboutie (IETF) Contrôle très fort de Cisco PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

29 Les gigarouteurs Loptique et les giga-routeurs Les nouveaux services Exemple PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

30 Les gigarouteurs optiques + Meilleures performances + Uniformisation avec les réseaux + flexibilité - Pas tout à fait au point… PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

31 La technologie Mems PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

32 Les technologies liées à loptique SONET / SDH SONET défini des taux standards, des formats et des interfaces optiques. Sonet Standard US SDH Standard Européen SDHSONETDébit STM-1[1][1]OC-3[2][2]155 Mb/s STM-4OC Mb/s STM-16OC Gb/s STM-64OC Gb/s STM-128OC Gb/s STM-256OC Gb/s PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

33 Les technologies liées à loptique PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

34 Les technologies liées à loptique WDM / DWDM (Multiplexage en longueur donde) PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

35 Les technologies liées à loptique PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

36 Les technologies liées à loptique PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

37 Nouvelles fonctionnalités MPLS/RSVP Diffserv AC (Admission control) WFQ (Weighted Fair Queuing) RED (Random Early Detection) …. PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

38 Concrètement… Principaux critères lors de lacquisition dun gigarouteur : Les capacités dévolution La qualité de service et les protocoles routés La sécurité et la disponibilité PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

39 Concrètement… Exemple de Gigarouteur haut de gamme -160 millions de paquets par seconde -bande passante totale de 160 Gbit/s -jusqu'à huit interfaces à 10 Gbit/s (OC-192c/STM-64) par châssis Le M160 de Juniper 2 Millions de francs PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

40 Conclusion: marché 12 milliards de dollars en 2003 Marché bicéphale : Cisco Systems (74% du marché) et Juniper Networks (23.6% du marché) Autres constructeurs, tels Alcatel, Avici, Lucent Technologies ou Nortel Networks : 2.5% du marché. PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux


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