MULTI PROTOCOL LABEL SWITCHING

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MULTI PROTOCOL LABEL SWITCHING

• Par Rémy MAROT IR3 06/03/2007

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Sommaire

• Rappels sur le routage IP
• La commutation de labels
• Présentation de larchitecture MPLS
• Applications de MPLS
• Extension et évolutions de MPLS

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Rappel du sommaire

• Rappels sur le routage IP
• La commutation de labels
• Présentation de larchitecture MPLS
• Applications de MPLS
• Extension et évolutions de MPLS

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Rappels sur le routage IP

• IP est un protocole niveau 3, non connecté et
  best-effort
• Protocoles de routage IGP (RIP, OSPF) et EGP
  (BGP)
• Chaque routeur possède une table de routage
• Réseau de destination
• Interface de sortie
• Prochain routeur (hop-by-hop)

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Rappels sur le routage IP

• A larrivée dun paquet sur un routeur celui-ci
• Stocke le paquet et le réexpédie (store and
  forward)
• Route sur le next hop en fonction de sa table de
  routage
• Fragmente et traite les options
• Cette méthode présente plusieurs inconvénients
• Coûteuse en ressources machine
• Effectuée à chaque routeur intermédiaire
• Ne permet pas de faire de la QoS

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Rappel du sommaire

• Rappels sur le routage IP
• La commutation de labels
• Présentation de larchitecture MPLS
• Applications de MPLS
• Extension et évolutions de MPLS

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La commutation de labels

• Mélanger les avantages du routage IP et ceux de
  la commutation (ATM par exemple)
• Un Label est un petit paquet de données entre la
  couche 2 et 3 de lOSI
• Les opérations dinsertion / suppression de
  labels sont effectués à lentrée du réseau et en
  sortie
• Les équipements du cœur de réseau se contentent
  de commuter en fonction de leur table

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La commutation de labels
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Rappel du sommaire

• Rappels sur le routage IP
• La commutation de labels
• Présentation de larchitecture MPLS
• Applications de MPLS
• Extension et évolutions de MPLS

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Présentation de larchitecture MPLS

• Standardisé par lIETF sous la RFC 3031
• Basée sur la commutation de labels
• Objectifs
• Diminuer les délais de traitement des datagrammes
• Fournir une couche de services supplémentaires à
  IP
• Flexible car ne dépend pas dune technologie
  particulière (ATM, Frame Relay )
• Un réseau MPLS est appelé  nuage 

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Présentation de larchitecture MPLS
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Définition de larchitecture

• Label Edge Router (LER) Chargé dinsérer les
  labels dans les paquets et les retirer
• Label Switch Router (LSR) Réalise léchange de
  labels en fonction de sa table LIB (Label
  Information Base)
• Label Switched Path (LSP) Chemin emprunté par
  tous les paquets  labelisés 
• Label Information Base (LIB) Table pour la
  commutation contenue dans chaque noeud

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Définition de larchitecture

• Penultimate Hop Popping Lavant dernier
  commutateur dépile le label

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Les labels
EN-TETE L2
LABEL
EN-TETE L3
LABEL
EXP
STACK
TTL

• Label (20 bits) valeur numérique du label
• EXP (3 bits) utilisé dans pour les Classes Of
  Service
• Stack (1 bit) Permet dempiler les labels (0
  empilement, 1 dernier label)
• TTL Recopie du TTL IP

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Les labels

• Un label  mappe  une Forwarding Equivalence
  Classes (FEC).
• Une FEC peut être définie selon une adresse de
  réseau, une adresse unicast
• Tous les paquets dune même FEC suivent le même
  chemin
• La FEC est définie seulement à lentrée du nuage
  MPLS
• LIGP sert à sélectionner le meilleur mapping
  pour chaque FEC

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Les labels
DATA
VPI / VCI
ATM
DATA
DLCI
FR
L3
SHIM
L2
PPP
ETHERNET
HDLC
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Léchange de labels

• Plusieurs protocoles de diffusion de labels
• Label Distribution Protocol (LDP)
• Constraint Routing LDP (Extension TE)
• RSVP
• Tag Distribution Protocol (TDP, protocole CISCO)
• Mode downstream on demand ou Unsolicited
  downstream
• Rétention conservative ou  libérale  des
  labels

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Léchange de labels (LDP)
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Label Switched Paths

• Routage hop-by-hop ou implicit Chaque LSR
  choisit indépendamment le saut suivant pour une
  FEC via lIGP
• Explicit routing Source routing, le premier LSR
  détermine la liste des LSR à suivre pour une FEC
  donnée
• LSPs sont unidirectionnels, le chemin retour est
  indépendant de laller

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Label Switched Path
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Sommaire

• Rappels sur le routage IP
• La commutation de labels
• Présentation de larchitecture MPLS
• Applications de MPLS
• Extension et évolutions de MPLS

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Applications de MPLS

• Mode connecté fourni par MPLS à la couche IP
• Plusieurs services proposés
• Support de la qualité de service QoS
• Traffic Engineering
• VPNs
• Outil de transition vers IPv6 (architecture 6PE)

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QoS

• Utilisation de Resource Reservation Protocol
  (RSVP-TE) ou Constraint Based Routing LDP
  (CR-LDP)
• DiffServ et IntServ complémentaires
• IntServ utilisé en entrée du réseau pour sa forte
  granularité
• DiffServ dans le cœur du nuage (agrégat de flux
  et limitation de la signalisation)

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QoS

• DiffServ définit des Per Hop Behaviors (PHB)
• Champ EXP du label sur 3 bits -gt 8 PHBs (E-LSP)
• Supérieur à 8 PHBs -gt utilisation du label EXP
  (L-LSP)

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Traffic Engineering

• Gestion du trafic pour lorienter où il y a de la
  bande passante (load balancing)
• Utilisation couplée de LDP / RSVP
• Utilisation impérative de lexplicit routing
• Priorisation des LSP
• CSPF permet de construire une topologie contrainte

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VPN

• Terminologie différente
• Customer Edge (CE) désigne le routeur côté client
  
• Provider Edge (PE) désigne le routeur daccès qui
  gère les différents VPNs
• Provider Device (P) désigne léquipement de cœur
  qui effectue la commutation
• Association dune VPN Routing Forwarding (VRF) à
  chaque interface client
• Diffusion des routes du CE vers le PE (RIP, OSPF
  ou eBGP)

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VPN
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Sommaire

• Rappels sur le routage IP
• La commutation de labels
• Présentation de larchitecture MPLS
• Applications de MPLS
• Extension et évolutions de MPLS

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Extensions du MPLS

• Generalized Multi Protocol Label Switching
  (GMPLS) pour étendre MPLS aux réseaux optiques
• Virtual Private LAN Services (VPLS) pour la
  gestion de VPNs multipoint de niveau 2
• Découpler les technologies du cœur de réseau des
  accès
• Pas de gestion de table de routage sur les PE

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Migration IP vers MPLS

• Posséder un IGP supporté (OSPF ou IS-IS) ou BGP
• Activer le MPLS pour 1 routeur sur 2 en
  production (effet du PHP)
• Une fois que chaque site est raccordé au
  backbone, établir ladjacence dans le cœur MPLS

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Conclusion

• MPLS offre des services orientés connexion à lIP
• Supporte de nombreux protocoles
• Voué à lévolution pour les réseaux nouvelle
  génération
• Met en jeu des notions de routage parfois
  complexes

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Questions ?