Franck PERRAUD Emmanuel WEISS Baptiste MERCIER

Présentation au sujet: "Franck PERRAUD Emmanuel WEISS Baptiste MERCIER"— Transcription de la présentation:

1 Franck PERRAUD Emmanuel WEISS Baptiste MERCIER
Les GIGA-ROUTEURS Franck PERRAUD Emmanuel WEISS Baptiste MERCIER

2 Plan Pourquoi les giga-routeurs? Rappels IP - ATM
IP Switching - Tag Switching - Cell Tunneling MPLS Les giga-routeurs et l’optique Exemple Conclusion PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

3 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

4 IP - ATM IP ATM 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 d’implémentation, ouverture sur le réseau réduite QoS, média continu Multicast efficace PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

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

6 Composantes de l‘IP switching
PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

7 Inconvénients de l‘IP 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 d’un tout-ATM PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

8 Tag switching Méthode proposée par Cisco Co.
Evolution et un concurrent de l’IP Switching. PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

9 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 d’hétérogénéité) que l’IP Switching. Les Tags peuvent être directement mappés dans l’entête d’ATM PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

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

11 Cell Tunneling idée : transmettre les paquets bien eeeequ’étant en décision de routage. Méthode basée sur la propriété de diffusion d’un bus ATM. PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

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

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

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

15 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

16 IP/Tag vs. Cell - Routage
Le routage s’effectue par paquet Tout le paquet doit être réassemblé pour transmettre Cell tunneling Le routage s’effectue par paquet La décision de routage est prise après la transmission des données sur les ports de sortie Le paquet IP n’a pas besoin d’être ré-assemblé Seule l’entête du paquet IP nécessite d’être reconstruite dans le paquet PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

17 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

18 M comme Multi-protocoles
Protocoles couche réseau Protocoles couche liaison IPv6 IPv4 IPX MPLS PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux 802.3 ATM Frame Relay PPP FDDI ...

19 FEC – Forwarding Equivalent Class
classe d’un 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

20 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 Egress Ingress LSR B LSR C LSR E LSR A PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux LSR F LSR D LSP pour une FEC F

21 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

22 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

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

24 Exemple: Commutation (LSP pour la FEC Z)
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 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 Table A (FEC F) D, L11 L8: (FEC X) A, pop (FEC Y) D, L (FEC Z) B, L5 L5 L10 L14 L19 LSR C LSR B LSR E Z X LSR A Table E (FEC D) C, L (FEC F) C, L (FEC X) C, L (FEC Y) C, L25 PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux 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 LSR D Table F (FEC D) D, pop (FEC E) C, L (FEC X) D, L (FEC Z) C, L19 LSR F Y

25 Changement de routage a a a d c b b c a c c b d a c b a b c
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 a a a d LSR C LSR B LSR E Z c b b c a X LSR A c c b PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux 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 d a c LSR D b a b LSR F c Y

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

27 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

28 Les gigarouteurs L’optique et les giga-routeurs Les nouveaux services
Exemple PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

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

30 La technologie Mems PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

31 Les technologies liées à l’optique
SONET / SDH SDH SONET Débit STM-1[1] OC-3[2] 155 Mb/s STM-4 OC-12 622 Mb/s STM-16 OC-48 2.5 Gb/s STM-64 OC-192 10 Gb/s STM-128 OC-384 20 Gb/s STM-256 OC-768 40 Gb/s SONET défini des taux standards, des formats et des interfaces optiques. Sonet Standard US SDH Standard Européen PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

32 Les technologies liées à l’optique
PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

33 Les technologies liées à l’optique
WDM / DWDM (Multiplexage en longueur d’onde) PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

34 Les technologies liées à l’optique
PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

35 Les technologies liées à l’optique
PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

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

37 Concrètement… Principaux critères lors de l’acquisition d’un gigarouteur : Les capacités d’évolution  La qualité de service et les protocoles routés La sécurité et la disponibilité PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux

38 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 2 Millions de francs PERRAUD – WEISS – MERCIER DESS Réseaux Le M160 de Juniper

39 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