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UNIVERSITE ABDELMALEKESSAADI ANNEE 2009-2010 ENSA- Tanger GSTR2 Rapport: Multi-

UNIVERSITE ABDELMALEKESSAADI ANNEE 2009-2010 ENSA- Tanger GSTR2 Rapport: Multi-Protocol Label Switching –MPLS- Proposé par :Mme Hafsa BENABOUD Réalisé par : Omar Benali Multi-Protocol Label Switching –MPLS-- Omar Benali Page 2 Introduction à MPLS MPLS (Multi-Protocol Label Switching) est une technique réseau en cours de normalisation à l'IETF dont le rôle principal est de combiner les concepts du routage IP de niveau 3, et les mécanismes de la commutation de niveau 2 telles que implémentée dans ATM ou Frame Relay. MPLS doit permettre d'améliorer le rapport performance/prix des équipements de routage, d'améliorer l'efficacité du routage (en particulier pour les grands réseaux) et d'enrichir les services de routage (les nouveaux services étant transparents pour les mécanismes de commutation de label, ils peuvent être déployés sans modification sur le coeur du réseau). Les efforts de l'IETF portent aujourd'hui sur Ipv4. Cependant, la technique MPLS peut être étendue à de multiples protocoles (IPv6, IPX, AppleTalk, etc,). MPLS n'est en aucune façon restreint à une couche 2 spécifique et peut fonctionner sur tous les types de support permettant l'acheminement de paquets de niveau 3. MPLS traite la commutation en mode connecté (basé sur les labels); les tables de commutation étant calculées à partir d'informations provenant des protocoles de routage IP ainsi que de protocoles de contrôle. MPLS peut être considéré comme une interface apportant à IP le mode connecté et qui utilise les services de niveau 2 (PPP, ATM, Ethernet, ATM, Frame Relay, SDH ...). La technique MPLS a été voulue par l'IETF relativement simple mais très modulaire et très efficace. Certains points clé sont maintenant mis en avant par l'IETF et par certains grands constructeurs dominés par Cisco, ainsi que par les fournisseurs de services aux premiers desquels se trouvent les opérateurs de réseaux. Un grand effort pour aboutir à une normalisation a été consentie par les différents acteurs, ce qui semble mener à une révolution des réseaux IP. MPLS: Objectifs L'un des objectifs initiaux était d'accroître la vitesse du traitement des datagrammes dans l'ensemble des équipements intermédiaires. Cette volonté, avec l'introduction des gigarouteurs, est désormais passée au second plan. Depuis, l'aspect "fonctionnalité" a largement pris le dessus sur l'aspect "performance", avec notamment les motivations suivantes : Intégration IP/ATM Création de VPN Flexibilité : possibilité d'utiliser plusieurs types de media (ATM, FR, Ethernet, PPP, SDH). Differential Services (DiffServ) Routage multicast MPLS pourra assurer une transition facile vers l'Internet optique. MPLS n'étant pas lié à une technique de niveau 2 particulière, il peut être déployé sur des infrastructures hétérogènes (Ethernet, ATM, SDH, etc.). Avec la prise en charge de la gestion de contraintes molles et dures sur la qualité de service (DiffServ, Cisco Guaranteed Bandwidth). Avec la possibilité d'utiliser simultanément plusieurs protocoles de contrôle, MPLS peut faciliter l'utilisation de réseaux optiques en fonctionnant directement sur WDM. Multi-Protocol Label Switching –MPLS-- Omar Benali Page 3 Traffic Engineering permettant de définir des chemins de routage explicites dans les réseaux IP (avec RSVP ou CR-LDP). L'ingénierie des flux est la faculté de pouvoir gérer les flux de données transportés au dessus d'une infrastructure réseau. Aujourd'hui, cette ingénierie des flux est essentiellement faite à l'aide d'ATM, avec comme conséquence une grande complexité de gestion (en effet IP et ATM sont deux techniques réseaux totalement différentes, avec parfois des contraintes non compatibles). Avec l'intégration de cette fonctionnalité, MPLS va permettre une simplification radicale des réseaux. Les labels peuvent être associés à un chemin, une destination, une source, une application, un critère de qualité de service, etc. ou une combinaison de ces différents éléments. Autrement dit, le routage IP est considérablement enrichi sans pour autant voir ses performances dégradées (à partir du moment ou un datagrame est encapsulé, il est acheminé en utilisant les mécanismes de commutation de niveau 2). On peut imaginer qu'un des services les plus importants sera la possibilité de créer des réseaux privés virtuels (VPN) de niveau 3. Ainsi, des services de voix sur IP, de multicast ou d'hébergement de serveurs web pourront coexister sur une même infrastructure. La modularité de MPLS et la granularité des labels permettent tous les niveaux d'abstraction envisageables. I-Réseaux MPLS : La commutation MPLS : Le réseau MPLS est formé d’un ensemble de commutateurs MPLS qu’on appelle LSR (Label Switching Router) correspond à l’association d’un routeur ou d’un commutateur. On affecte à chaque adresse IP un label, un protocole spécifique distribue les labels aux LSP voisins, ainsi, chaque paquet MPLS (IP+label) est commuté d’une manière normale qu’un commutateur traditionnel. Ici, les labels sont affectés en fonction d’un nœud de sortie et non pas d’une adresse IP destination, on parle alors de l’agrégation de routes puisque tous les paquets envoyés à un nœud seront marqués par le même label, et ceci allège les tables d’acheminement et participe à l’amélioration des performances. Le principe de base d’un réseau MPLS : L’augmentation du nombre de sites raccordés est transparente au cœur du réseau, seuls les organes des périphériques sont affectés, les LER (Label Edge Router) sont à l’interface entre le réseau IP et le réseau MPLS. On appelle l’ensemble des datagrammes qui reçoivent le même label un FEC (Forwarding Equivalence Class), le circuit virtuel défini par une class d’équivalence est appelé LSP (Label Switched Path). Multi-Protocol Label Switching –MPLS-- Omar Benali Page 4 Les mécanismes particuliers : Le dépilement de pénultième saut : Afin d’optimiser un réseau MPLS, ce n’est pas le LER de sortie qui supprime le label du datagramme IP, mais plutôt l’avant dernier LSR, puisque la présence d’un label entre le LSR et le LER n’est pas nécessaire ; le routage entre les 2 se passe par l’adresse IP. L’agrégation de routes dans le réseau : L’agrégation consiste à acheminer plusieurs trafics sur le même support, à la base, un seul label est attribué (label du tunnel), cependant, il parait nécessaire de distinguer les paquets en ajoutant un label supplémentaire qu’on appelle label d’identification, dans une agrégation, seul le label du tunnel peut être modifié entre deux LSR liés à une agrégation. L’encapsulation ou l’en-tête MPLS : L’en-tête MPLS se rajoute entre la couche 2 et 3, elle est de longueur de 32 bits formés par : - 20 bits d’identification du label. - 3 bits de l’Exp. - Un bit S indiquant la fin pile (si S=1, dernier label). - 8 bits de TTL (Time To Live) permet de rendre transparent, à IP, la traversé d’un réseau MPLS. MPLS et les protocoles de niveau 2 : La principale difficulté de l’encapsulation de paquets MPLS dans les protocoles de niveau liaison est en relation directe avec la MTU de ces protocoles, ça veut dire que la taille d’une trame limité en 1518 octets peut être dépassée ; l’absence d’une normalisation est alors la cause de cette difficulté. II- MPLS et les infrastructures existantes : Généralités : Le protocole MPLS ne trouve aucun problème en termes d’intégration au sein des infrastructures sous-jacentes, ce qui économise les dépenses d’investissements. la gestion du TTL : Le bouclage dans le réseau MPLS est bien évité grâce aux champs TTL fixé par la source, sa valeur est décrémentée à chaque passage par un LSR, s’il atteint la valeur nulle, un message icmp est renvoyé au destinataire ainsi qu’à la source, le TTL du datagramme IP doit avoir la même valeur que s’il avait traversé un réseau IP (sauf pour une encapsulation dans une trame ATM ou Frame Relay). MPLS et ATM : Multi-Protocol Label Switching –MPLS-- Omar Benali Page 5 Dans un réseau ATM traditionnel, seules les données d’une même source sont acheminées sur le circuit virtuel, alors que pour un réseau ATM/MPLS, si un commutateur ATM-LSR utilise l’agrégation de routes, des données de différentes sources sont émises dès que reçues et identifiées par le même VCI/VPI, alors, un entrelacement de cellules ATM n’est pas détecté par le commutateur du sortie. Pour éviter cet entrelacement dans une agrégation ATM/MPLS, ATM/LSR ne transmis les cellules qu’il reçoit qu’après avoir reçu la dernière cellule, cette méthode qui s’appelle mode rétention est consommatrice de ressources CPU, c’est pour cette raison qu’on lui préfère le mode dit dissociation, qui consiste à établir un LSP par flux, perdant ainsi le bénéfice de l’agrégation des flux, ce mode est basé sur le fait d’attribuer un label spécifique à chacun des flux. III-la construction des routes dans un réseau MPLS : Généralités : Dans un réseau IP commuté, on distingue deux méthodes différentes : 1) Topology based : à chaque destination est associée une route même si le flux n’est pas détecté vers cette destination. 2) Traffic based : consiste à ne pas construire une route que lorsqu’on détecte un flux vers la destination concernée, cette méthode est gourmande en terme de bande passante à cause de messages de signalisation. Le routage peut bien sur être manuellement, ce qu’on appelle hop by hop routing, en construisant les LSP d’une manière similaire au routage IP qui s’appuie sur un routage traditionnel IP auquel on adjoint un LDP. Une autre approche du routage appelé routage explicite, qui consiste à spécifier une liste de nœuds pour chaque uploads/Ingenierie_Lourd/ omar-benali-rapport-mpls.pdf