MPLS

Plan Introduction Routage vs Commutation Principes du MPLS Caractéristiques du MPLS Fonctionnement du MPLS Applications MPLS dans la pratique Perspectives

Introduction Début d’Internet Milieu des années 90 But : amener les paquets à destination Topologie des réseaux relativement simple Trafic peu important Milieu des années 90 Augmentation de la taille des réseaux et du trafic Apparition de goulots d’étranglements : routeurs trop lents Diversification des services offerts Nouvelles applications nécessitant CoS et QoS Nécessité de tenir compte des délais et des congestions de réseaux. Deux solutions possibles: Faire fonctionner IP sur ATM Faire de la commutation de IP

Routage vs Commutation (1/2) Routage IP (Niveau 3) Avantages Mode non connecté Routage adaptatif (flexibilité) Simplicité (pas de signalisation) Inconvénients Utilise les informations de niveau 3 (consommation CPU) Faibles performances (routage à chaque saut) Pas de gestion de la Qos

Routage vs Commutation (2/2) Commutation de paquet (Niveau 2) Avantages N’utilise pas les informations de niveau 3 Performances élevées Mode connecté (négociation de la qualité de services) Table de commutation réduite, chemin dédié Inconvénients Délai de latence supplémentaire (établissement de la liaison) Complexité Routage non adaptatif Signalisation requise (exemple : RSVP)

Principes du MPLS Multi Protocol Label Switching Historique Création d’un groupe de travail à l’IETF en Avril 1997. Fortement inspiré du tag switching de Cisco But initial : méthode de routage plus efficace de commutation suivant un label Souplesse du niveau 3 + puissance du niveau 2 Entre temps, amélioration des performances des routeurs Intérêt du MPLS réside maintenant dans les services qu’il permet

Principes du MPLS Place dans le modèle OSI Dans le modèle OSI, , MPLS est un protocole situé entre la couche 2 et la couche 3. il est idépendant des protocoles de ces deux couches. Cependant, il interagit avec des protocoles de routage existants.

Caractéristiques du MPLS Commutation hiérarchique Empilement d’entête MPLS Link Layer Header Header level N Header level N+1 Header level N+2 Network Layer Header Other layers headers and data

Caractéristiques du MPLS Encapsulation avec un seul niveau d’entête Adaptation de MPLS au protocole de niveau 2 Utilisation du champ Label d’ATM, Frame Relay (commutation de cellules)

Caractéristiques du MPLS Trame Ethernet sans MPLS Trame Ethernet avec MPLS

Entête du MPLS Entête MPLS Label sur 20 bits : codage de la valeur du label Cos ou Exp sur 3 bits : classe de service du paquet S sur 1 bits : Stack Indicator Indique le bas de la pile de label : 1 pour le dernier, 0 pour les autres TTL sur 8 bits : durée de vie du paquet MPLS

Réseau MPLS LSR Ingress Node ou LER Egress Node ou LER LIB et LFIB

Composants du MPLS Ingress Node Egress Node Routeur gérant le trafic d’entrée. Egress Node Routeur gérant le trafic de sortie.

Composants du MPLS Ingress Node Egress Node Routeur gérant le trafic d’entrée. Egress Node Routeur gérant le trafic de sortie.

Composants du MPLS LSR (Label Switch Router) LER (Label Edge Router) Routeur commutant les paquets suivant le label. Toutes ses interfaces supportent le protocole IP. LER (Label Edge Router) Possède des interfaces avec les autres réseaux et MPLS. Equivalent à un Ingress Node ou Egress Node. LIB (Label Information Base) et LFIB (Label Forwarding Information Base) Tables de commutation

Composants du MPLS LSR (Label Switch Router) LER (Label Edge Router) Routeur commutant les paquets suivant le label. Toutes ses interfaces sont IP. LER (Label Edge Router) Possède des interfaces avec les autres réseaux et MPLS. Equivalent à un Ingress Node ou Egress Node. LIB (Label Information Base) et LFIB (Label Forwarding Information Base) Tables de commutation

Composants du MPLS LSP (Label Switched Path) Séquence de label définissant un chemin unidirectionnel FEC (Forward Equivalent Class) Représentation d’un groupe de paquets ayant le même besoin en termes de services. LDP (Label Distribution Protocol) Associe les labels au FEC ce qui définit les LSP

Fonctionnement du MPLS Domaine MPLS LSR (B) LSR (C) H2 139.165.16.1 H2 139.165.16.1 Dépilement (Pop) de label par le Egress LER (E) Ingress Node ou LER (A) Egress Node ou LER (E) 23 139.165.16.1 H2 Empilement (Push) de label par le Ingress LER (A) 4 139.165.16.1 H2 Commutation (Swap) de label par le LSR (D) LSR (D)

Fonctionnement LSR

Exemple de routage simple

Commutation Hiérarchique

Exemple de routage hiérarchique

Applications QoS (Qualité de Service) Utilisation des mêmes algorithmes que IP Gain en rapidité car algorithme seulement à l’entrée du réseau Deux approches avec MPLS L-LSP : choix du chemin en fonction de la QoS du flux qui va emprunter le chemin. E-LSP : choix du chemin en fonction de la valeur du champ QoS. Fonctionnement Prise en compte de la demande de type de service Identification d’une FEC Création d’un LSP ou utilisation d’un LSP existant

Applications TE (Traffic Engineering) But : Optimiser l’utilisation des ressources réseau Exemple : Répartition de charge par tunnel LSP Protocoles existants : CR-LDP, RSVP-TE, OSPF-TE

Applications VPN (Virtual Private Networks) Permet de faire communiquer plusieurs machines de manière confidentielle en utilisant Internet Avantages : faible coût par rapport aux lignes spécialisées Deux solutions IPSec MPLS

MPLS dans la pratique Points Forts Points Faibles Gestion de : QoS, Traffic Engineering, VPN Services avec contraintes temporelles Mode circuit pour IP Simplification de gestion des réseaux Diminution des coûts Points Faibles Manque d’homogénéité des équipements Sous dimensionnement des routeurs MPLS Difficulté à remplacer les réseaux existants

Perspectives Incapacité des réseaux existants à supporter l’augmentation du trafic GMPLS (Generalized MPLS) Commutation des liaisons physiques (fibres optiques) Fonctionnalités supplémentaires Connectivité nouvelle entre partie transport et IP

Questions