Implémentation des Mécanismes de contrôle de congestion dans GMPLS Réalise par : Sebai Khaoula Saffar Mohamed Année universitaire 2008-2009

Etat d’art: la congestion Les ressources du réseau sont limitées : débit des liens, capacité de stockage des commutateurs, etc. Les applications soumettent des trafics variés : temporellement et quantitativement. L'utilisation des ressources doit être optimisée :  le multiplexage statistique : on alloue à chaque connexion un débit inférieur à son débit crête en supposant que la probabilité que toutes les sources transmettent en même temps soit faible (plus le nombre de connexions multiplexées est grand plus cela est statistiquement probable).  Congestion La congestion des liens. contrôle d'accès réglé par la politique d'ordonnancement (scheduling) des cellules par les commutateurs. La congestion des commutateurs : de leurs espaces de stockage (buffer). encombrement => retard des cellules débordement => pertes des cellules

Etat d’art: Le contrôle de congestion Besoins contradictoires : pour les usagers et leurs applications :  garantir la qualité du transfert de leurs données (QoS : taux de perte, délai, débit, etc). pour les opérateurs : optimiser l'utilisation des ressources. Le contrôle de congestion gère ce compromis. Propriétés des mécanismes de contrôle : flexibilité (s'adaptent à tous les types de trafics) efficacité (faible complexité, peu de ressources) robustesse (permanence du service en toutes circonstances)

Problématique Difficultés du contrôle de congestion Haut débit : les contrôle réactifs sont peu efficaces :  pendant le délai d'aller et retour une quantité gigantesque de données a le temps d'arriver (de submerger le réseau).  capacité du réseau ! : LFN (“Long fat network”), débit x délai. Services multiples : les applications ont des besoins très variés : taux de perte nul, faible, quelconque, etc. délai de transmission constant, variable, infini, etc. Types de trafic multiples : contant, périodique, sporadique, continûment variable, variable par palier, quelconque, etc. Les problèmes de routage rencontrés dans les réseaux de communications GMPLS Considération des contraintes de qualité de service (QoS)

Motivation Les services de communication à large bande augmentent rapidement. Plus le trafic augmente  On peut avoir un réseau congestionné   Le but de TE est l’optimisation de l’efficacité d'utilisation des ressources de réseau Multi-Protocol Label Switching (MPLS) est différente du routage IP. Dans le routage IP, une table de routage  est utilisé pour le routage des paquets. Dans MPLS, paquets sont expédiés en se référant au label. Un Label Switched Path (LSP) est fixé entre les routeurs de bout-en-bout.  Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS) améliore l'architecture MPLS par la séparation complète du plan de contrôle du plan de données de sur les différentes couches. GMPLS permet une interconnexion transparente et  la convergence des nouveaux réseaux en permettant aux l'approvisionnement de bout en bout, le contrôle et d'ingénierie de trafic. Les services de communication à large bande augmentent rapidement. Traffic Engineering (TE) a fait l'objet de recherches, parce que plus le trafic augmente et que les plus de congestion du réseau se produit.  Le but de TE est optimisation de efficacité d'utilisation des ressources de réseau et trafic exécution  Multi-Protocol Label Switching (MPLS) est différente du routage IP. Dans le routage IP, une table de routage  est utilisé pour le routage des paquets. D'une part, dans MPLS, paquets sont expédiés en se référant au label. Label est une marque avec une courte longueur fixe Une Label Switched Path (LSP) est fixé entre les routeurs de bout-en-bout.  Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS) améliore l'architecture MPLS par la séparation complète du plan de contrôle du plan de données de plans des différents couches. GMPLS permet une interconnexion transparente et  la convergence des nouvelles et les réseaux en permettant aux de bout en bout, l'approvisionnement, de contrôle et d'ingénierie de trafic.

Plan GMPLS (Generalized Multi-Protocol Label Switching) TE (Traffic Engineering) dans GMPLS Méthode de declaration conventionnelle Méthode de déclaration proposé Conclusion Perspectives

GMPLS (Generalized Multi-Protocol Label Switching) GMPLS a été développé afin d’unifier le plan de contrôle du réseau tant au niveau optique que IP et MPLS. Le défi principal de la technologie GMPLS est d’intégrer les fonctionnalités d’ingénierie de trafic (étalés sur plus d’un niveau dans le réseau) et de contrôle d’admission au sein d’une seule et même entité unifiée. Intéressant pour les réseaux optiques dans lesquels le multiplexage temporel (TDM) et de longueurs d’ondes (WDM) sont régis par un même plan de contrôle GMPLS pour une topologie physique arbitraire. Lors de l’établissement de circuits commutés (LSP), la conception intercouches faisant intervenir les mécanismes optiques et IP, améliore nettement l’utilisation des ressources dans le réseau. Au niveau optique, il est très important de garantir: un certain débit minimal un seuil maximal de dégradation du signal optique, due aux imperfections des équipements optiques (convertisseurs de longueurs d’ondes, commutateurs optiques et amplificateurs optiques) un délai acceptable de propagation optique d’un bout à l’autre du chemin optique.

TE (Traffic Engineering) dans GMPLS Le trafic IP augmente rapidement dans le réseau d’où besoin de plusieurs ressource congestion Nécessité d’utilisé les ressources du réseau ingénierie de trafic dans les réseaux GMPLS

TE (Traffic Engineering) dans GMPLS Le plan de contrôle doit réaliser 3 fonctions essentielles Signalisation : RSVP TE Routage : Purement IP (OPSF avec des informations de TE inclues dans un opaque Link state advertissement (LSA) diffusés par inondation) ou parfois IS-IS (iso) Calcul de chemin (LSP) : A partir de l’information de routage « enrichie » on doit calculer un chemin généralement par CSPF

TE (Traffic Engineering) dans GMPLS routage explicite : Le routage explicite se rapporte au mécanisme de contrôle de congestion le contrôle de congestion est fait l'aide de l’ingenieurie de trafic. Publication entière des informations de ressources OSPF-TE (Open Shortest Path First-TE) Ce qui est nécessaire à la réalisation efficace du TE ? Les algorithmes de routages pour éviter la congestion Collection en temps réel des informations des états de liens

Méthode de déclaration conventionnelle Lorsque les ressources est réservée dans chaque routeur  les paquets de contrôle sont transmis par les flooding Méthode de mise à jour pour le LSA( Link State Advertisement) MAJ immédiate Incrémenté le nombre de LSA rapidement Avec un Hold-down timer Limitation de la MAJ de fréquence Utilisé dans OSPF-TE C’est important pour atteindre la MAJ immédiate et l’augmentation du nombre de control de paquet Le processus de l’etablissement de LSP: Dans la source edge routeur OSPF-TE (Open Shortest Path First-Traffic Engineering) calcule la LSP route vers la destination routeur d’extremité à l'aide du coût et des informations au niveau chaque lien. Ensuite, RSVPTE (Protocole de Réservation de Ressource-Traffic engineering) réserves les ressource sur la route LSP et distribue les labels  Le LSP est établi par RSVP-TE.  Lorsque le protocole de routage tel que RIP (Routing Information Protocol) et OSPF (Open Shortest Path First) est utilisés, le chemin le plus court est sélectionné par ce protocole de routage pour atteindre le edge routeur . Si de nombreuses routes passent par les liens spécifiques, l'efficacité de l'utilisation des ressources sera diminué. En conséquence  le reseau sera congestionné.  Pour résoudre ce problème, le TE est nécessaire.

Méthode de déclaration proposé Masahiro Nishida , OECC 2007 hypothèse : On propose une méthode qui est appliqué seulement quand les informations des ressources sont déclaré Proposition: Advertisement packet (AP)des ressources Un paquet déclare la MAJ des information des routeurs traversé sur sa route Diffusion de AP Le routeur transmet AP au edge router Minimiser le nombre de paquet La MAJ immédiate peut être possible

Temps de transmission d’un paquet L’envoi de l’AP Timing 1:quand le message PATH arrive au routeur de destination AP peut se diffusé rapidement RESV message peut se bloqué Timing 2 :quand le message de RESV arrive au routeur de source  le AP correcte peut etre diffusé

Algorithm for transmitting AP The destination router checks the number of the minimum unreserved resource along the route if ( minimum unreserved resource is enough ) At timing 1, the destination router transmits the AP else At timing 2, the source router transmits the AP

Relation entre le nombre de paquets et le nombre de noeuds Number of requests：1000 requests Average interval between each requests ：100 msec Average holding time of request ：5000 msec La méthode proposée a plus d’évolutivité que la méthode conventionnelle

Conclusion Pour atteindre l'efficacité TE, l'information en temps réel est nécessaire  Il est important d'obtenir à la fois mise à jour immédiate et en diminuant le nombre de paquets de contrôle  La méthode proposée permet de réduire le blocage sans augmenter la probabilité du nombre de paquets perdu

Perspectives Exemples des mecanisme de control d’admission dans les resaux GMPLS GMPLS. Anjali et al. (2007) L’objective de la méthode est de créer un nouvel LSP entre deux noeuds du réseau quand le trafic véhiculé sur le LSP principale dépasse une certaine limite. Le nouvel LSP est disjoint à tous les LSPs précédemment crées pour la paire source-destination, ce qui leur permet de partager également un même LSP de secours.

Perspectives Cardillo et al. (2005) ont proposé un schéma de routage avec QoS dans les réseaux GMPLS. Dans cette approche, le routage d’un nouvel LSP est contraint à un nombre maximal de chemins optiques (lightpaths). L’approche proposée a permis de démontrer que l’intégration des métriques optiques pendant le routage  améliore nettement les performances du réseau (en termes de taux de blocage des LSPs et de requis QoS).

Perspectives Colliti et al. (2007) ont proposé un schéma de routage dynamique dans les réseaux GMPLS. Il développe un algorithme heuristique qui prend en compte différentes métriques des différentes couches du réseau (optique,physique, MPLS). Ce mécanisme garanti non seulement assez de bande passante pour le nouvel LSP, mais aussi une certaine qualité du signal optique et un délai maximal de propagation.

Bibliographie These sur Les mécanismes de contrôle de congestion dans ATM par Bernard Cousin These de HICHEM AYED HARHIRA, 2009 sur MÉCANISMES D’ALLOCATION DE RESSOURCES ET FIABILITÉ DANS LES RÉSEAUX COEUR DE PROCHAINES GÉNÉRATIONS These de Masahiro Nishida sur Unreserved Resource Information Advertisement Method in GMPLS