o Introduction o Architecture MPLS o Protocoles de signalisation

MPLS
Nguyen Thi Mai Trang
LIP6/PHARE
[email protected]
MI012 - RTEL
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Plan
o 
o 
o 
Introduction
Architecture MPLS
Protocoles de signalisation
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1
Introduction
o 
o 
Multi-Protocol Label Switching
Standardisé par l’IETF
n 
o 
o 
RFC 3031, http://www.ietf.org/rfc/rfc3031.txt
Intention originale était pour utiliser avec
différents protocoles comme IPv4, IPv6, IPX,
AppleTalk
Dans la réalité, MPLS a été développé
uniquement pour les réseaux IP
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Principes du MPLS
o 
Le but de MPLS est de commuter les paquets IP au
lieu de les router
n 
o 
Utiliser le routage IP pour la signalisation
n 
n 
o 
Utiliser les références pour la commutation des paquets IP
Établir le circuit virtuel MPLS
Établir la table de commutation
Tous types de trame peuvent être utilisées dans un
réseau MPLS pour la commutation des données
utilisateurs
n 
La référence est placée dans un champ spécifique de la
trame ou dans un champ ajouté pour ce but
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2
Architecture MPLS
signalisation
TCP
TCP
IP
AAL
AAL
ATM
ATM
IP
AAL
ATM
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Ethernet
IP
IP
Ethernet
données
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Un réseau MPLS
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3
Nœuds de transfert (1)
Label Switching Routers (LSR)
Label Edge Routers
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Noeuds de transfert (2)
o 
LSR
n 
n 
o 
Routeur dans le cœur du réseau qui participe à la mise en place du
circuit virtuel par lequel les trames sont acheminées
Les LSRs comportent comme des commutateurs pour les flux de
données utilisateur et comme les routeurs pour la signalisation
LER
n 
n 
n 
LSR d’accès (Edge-LSR) au réseau MPLS
Un LER peut avoir des ports multiples permettant d’accéder à
plusieurs réseaux distincts, chacun pouvant avoir sa propre technique
de commutation
Les LERs jouent un rôle important dans la mise en place des
références
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4
Routeur IP
Plan de contrôle
Plan de données
Paquets IP
Protocoles de routage IP
(OSPF, BGP)
Table de routage
Échanger les information de
routage avec d’autres routeurs
Paquets IP
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Routage IP
Table de routage
Destination
Interface
x.0.0.0
If0
y.0.0.0
If1
z.0.0.0
If2
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5
LSR
Plan de contrôle
Plan de données
Paquets avec
références d’entrée
Protocoles de routage IP
Table de routage IP
Protocoles de signalisation MPLS
Table de commutation
(Label Forwarding Table)
Échanger les informations de
routage avec d’autres routeurs
Échanger les informations de
références avec d’autres LSRs
Paquets avec références
de sortie
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Commutation à base de référence
Table de commutation
Interface d’entrée Référence d’entrée Interface de sortie Référence de sortie
If1
77
If3
13
If2
197
If3
13
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6
LER
Plan de contrôle
Paquets IP
Table de routage IP
Protocoles de signalisation MPLS
Plan de données
Paquets avec
références d’entrée
Protocoles de routage IP
Table de commutation
Table de routage IP
Échanger les informations de
routage avec d’autres routeurs
Échanger les informations de
références avec d’autres LSR
Paquets avec références
de sortie
Paquets IP
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Référence
o 
o 
Une référence est un identificateur qui a une
signification locale sur le lien interconnectés
deux LSRs
Référence est utilisée pour déterminer
l’interface de sortie d’un paquet IP sans
rechercher son adresse destination dans la
table de routage
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7
Mise en place des références
o 
La référence est mise en place de différentes façons
en fonction de la disponibilité d’un champ de
référence dans l’en-tête du protocole IP ou du
protocole de niveau trame
n 
n 
IPv6: le champ Flow Label
IPv4: dépend du protocole au niveau trame
o 
o 
o 
ATM: VPI/VCI
Relais de trames: DLCI
Ethernet, Token Ring, PPP, etc.: l’en-tête Shim est inséré entre
l’en-tête du niveau trame et l’en-tête IP
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Référence avec l’ATM
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8
Référence avec relais de trames
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Référence avec d’autres trames n’ayant pas
de champ de référence disponible
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9
En-tête shim (1)
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En-tête shim (2)
o 
o 
o 
o 
Référence (20 bits): la valeur de référence
Bits expérimentaux (3 bits): à utiliser pour les
expérimentations, peut être utilisé pour
indiquer la classe de QoS
Bit stacking (1 bit): mis à 1 si la référence est
la dernière dans une pile des références
TTL (8 bits): comme le champ TTL dans IP
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10
FEC
o 
o 
o 
o 
Forwarding Equivalent Class
FEC est un ensemble d’adresses IP ayant le même
préfixe d’adresse ou la même classe de service
Les paquets IP de même FEC sont associés à la
même référence, ont la même interface de sortie et
reçoivent le même traitement dans les LSRs
A l’entrée du réseau, le LER associe à un FEC une
valeur de référence
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LSP (1)
o 
o 
o 
o 
o 
Label Switched Path
Un LSP est une suite de références partant de la
source et allant jusqu’à la destination
Un LSP est unidirectionnel
Les LSPs sont établis avant la transmission des
données (control-driven) ou à la détection d’un flot
qui souhaite traverser le réseau (data-driven)
Les références incluses dans les trames sont
attribuées par un protocole de signalisation
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LSP (2)
LSP-1 = <62, 15, 60>
LSP-2 = <15, 60>
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LSP (3)
o 
LSP-1 = <A, 62, B, 15, D, 60, E>
n 
n 
n 
n 
n 
FEC = < x.0.0.0, y.0.0.0>
Pour LSR B, 62 est une référence d’entrée et 15
est une référence de sortie
A et E sont des LERs
Pour LSR B, A est un LSR upstream et D est un
LSR downstream
La valeur de référence est toujours choisie par le
LSR downstream
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12
Attribution de référence
o 
o 
Pour qu’un LSR puisse recevoir des paquets avec la
valeur de référence qu’il a choisi pour un FEC, il
doit communiquer le binding <FEC, référence> à ses
voisins
Exemple
n 
n 
n 
n 
B doit envoyer <x.0.0.0,y.0.0.0, 62> à A, C, et D
A, C, et D, chacun vérifie s’il est bien un LSR upstream
de B
A est un LSR upstream de B, il crée une entrée dans sa
table de communication en utilisant la valeur 62 comme la
référence de sortie pour la FEC <x.0.0.0,y.0.0.0>
C et D peuvent ignorer cet avertissement de B
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NHLFE
o 
o 
o 
Next Hop Label Forwarding Entry
Dans une table de commutation, un LSR peut
maintenir plusieurs lignes pour une référence
d entrée donc chacune est une NHLFE
Une NHLFE contient les informations suivantes
n 
n 
LSR suivant / interface de sortie
Opération à exécuter sur la référence
o 
o 
o 
Swap: remplacer la valeur d’une référence par une autre valeur
Pop: dépiler une référence d’une pile de références
Push: remplacer la valeur d’une référence par une autre valeur et
empiler une nouvelle référence
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13
Pile de références
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Dépiler une référence
o 
o 
Quand le LSR suivant spécifié dans un NHLFE est
le LSR lui-même, le LSR dépile une référence de la
pile de références
Le paquet de résultat est traité avec ceux qui restent
après cette opération
n 
Le paquet contient encore d’autres références
o 
n 
Il sera commuté avec la référence suivante comme la référence
d’entrée
Le paquet n’a plus de référence
o 
Il sera routé comme un paquet IP normal
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14
Tunnel MPLS
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Exemple du tunnel MPLS
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15
Protocole de signalisation
o 
o 
o 
o 
o 
LDP (Label Distribution Protocol)
CR-LDP (Constraint-based Routing Label
Distribution Protocol)
RSVP-TE
BGP (Border Gateway Protocol)
OSPF
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LDP
o 
o 
o 
o 
Label Distribution Protocol
Établir et maintenir les bindings de références
pour un LSP associé à une FEC
Basé sur TCP pour la fiabilité
Sauf que les messages de découverte sont
envoyés sur UDP
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LDP peers
o 
Deux LSRs utilisant LDP pour échanger les
bindings de références sont les LDP peers
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Catégories des messages LDP
o 
Messages de découverte
n 
o 
Messages de session
n 
n 
o 
Pour établir, maintenir et terminer une session entre LDP peers
Pour échanger les informations de binding, les LDP peers doivent
tout d’abord établir une session entre eux
Messages d’avertissement
n 
o 
Pour annoncer et maintenir la présence d’un LSR dans le réseau
Pour créer, changer et supprimer un binding associé à un FEC
Messages de notification
n 
Pour fournir les informations supplémentaires ou signaler une erreur
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17
LDP PDU
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En-tête LDP
LDP Identifier (48 bits) = <32-bits Router Id, Numéro d’espace de références >
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18
Espace de références
o 
o 
Ensemble des références à utiliser par un LSR
Deux types d’espace de références
n 
Par interface
o 
o 
n 
Ensemble des références à utiliser par une interface
particulière
Numéro d’espace de références ≠ 0
Par plate-forme
o 
o 
Ensemble des références à partager entre les interfaces
d’un LSR
Numéro d’espace de références = 0
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Message LDP
19
Format d’un paramètre
o 
Format TLV
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40
Messages LDP
o 
o 
o 
o 
o 
o 
o 
o 
o 
o 
o 
Notification
Hello
Initialization
KeepAlive
Address
Address withdraw
Label mapping
Label request
Label abort request
Label withdraw
Label release
20
Message Label mapping
o 
o 
Pour avertir une association d’une référence à
une FEC
Paramètres obligatoires
n 
n 
FEC TLV
Label TLV
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42
FEC TLV
21
Label TLV
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43
Message Label request
o 
o 
Pour demander une référence associée à une
FEC
Paramètre obligatoire
n 
FEC TLV
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CR-LDP
o 
o 
Utilisé pour établir un LSP avec un routage explicit
Un CR-LSP est calculé par le LSR source en se
basant sur les critères plus que les informations de
routage normal
n 
n 
o 
QoS-based routing
Explicit routing
Utile pour faire du load-balancing, créer les LSPs
avec les contraintes de délai ou de bande passante
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Exemple d’établissement d’un CR-LSP
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23
Message Label request
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Traffic parameters TLV
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References
o 
o 
o 
o 
Connection-oriented networks – SONET/
SDH, ATM, MPLS, and Optical Networks,
Harry G. Perros, Wiley 2005
Les réseaux, Guy Pujolle, Eyrolles 2008
MPLS and VPN Architectures, I. Pepelnjak
and J. Guichard, Cisco Press 2001
RFC 3031, http://www.ietf.org/rfc/rfc3031.txt
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