Post on 03-Apr-2015
Les GIGA-ROUTEURS
Franck PERRAUD
Emmanuel WEISS
Baptiste MERCIER
Plan
1. Pourquoi les giga-routeurs?
2. Rappels IP - ATM
3. IP Switching - Tag Switching - Cell Tunneling
4. MPLS
5. Les giga-routeurs et l’optique
6. Exemple
7. Conclusion
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00-2
001
Pourquoi les giga-routeurs???
Augmentation du trafic et du débit IP (gigabit, 10 gigabit éthernet…)
routeur classique:100 000 paquets/s giga-routeur: plus. centaines de M/s
QoS suivant la nature du flux: voix, données, multimédia sur IP, trafic base de données...
PE
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001
IP - ATM
IP
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
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001
IP Switching
Fonctionnement en plusieurs étapes :
1) 2 types de trafics : burst ou non-burst (rafale ou non)
2) Etablissement d’un circuit virtuel pour du trafic burst (flux)
3) Identification du flux, puis le commutateur IP instruit les commutateurs adjacents pour attacher (niveau 2) les données du flux identifié
4) Le trafic entre dans le commutateur ATM à l’intérieur du routeur
5) 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
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Composantes de l‘IP switching
GSMP : General Switch Management Protocol IFMP : IP Flow Management Protocol
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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
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Tag switching
Méthode proposée par Cisco Co.
Evolution et un concurrent de l’IP Switching.
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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
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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
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Cell Tunneling
idée : transmettre les paquets bien eeeequ’étant en décision de routage.
Méthode basée sur la propriété de diffusion d’un bus ATM.
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Cell tunneling (1/3)
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Cell tunneling (2/3)
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Cell tunneling (3/3)
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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
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IP/Tag vs. Cell - Routage
IP/Tag
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
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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
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001
M comme Multi-protocoles
Protocoles couche réseau
Protocoles couche liaison
IPv6IPv6 IPv4IPv4 IPXIPX
MPLSMPLS
802.3802.3 ATMATM PPPPPPFDDI
...FrameFrameRelayRelay
PE
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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…)
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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 FECLSR A
LSR ELSR B
LSR D
LSR C
LSR F
Egress
Ingress
Ingress
Ingress
LSP pour une FEC F
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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)
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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
PE
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001
Exemple: Routage
LSR A
LSR ELSR B
LSR D
LSR C
LSR F
ab
ab
a
b
abc
d
c
c
d
ab
a
c
c
Routage B
A -> c, AC -> a, CD -> b, DE -> a, CF -> b, DX -> c, AY -> b, D
Z -> a, C
Routage D
A -> c, AB -> d, BC -> a, CE -> a, CF -> b, FX -> c, AY -> b, F
Z -> a, C
Routage C
A -> d, BB -> d, BD -> c, DE -> a, EF -> b, FX -> d, BY -> b, F
Z -> a, E
Routage E
A -> a, CB -> a, CC -> a, CD -> a, CF -> a, CX -> a, CY -> a, C
Z -> b, .
Routage B
A -> b, DB -> b, DC -> a, CD -> b, DE -> a, CX -> b, DY -> c, .
Z -> a, C
b
X
Y
Z
Routage A
B -> a, BC -> a, BD -> b, DE -> a, BF -> b, DX -> c, .Y -> b, D
Z -> a, B
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001
Exemple: Commutation (LSP pour la FEC Z)
LSR A
LSR ELSR B
LSR D
LSR C
LSR F
Table DL7: (FEC F) F, pop L11:(FEC F) F, popL18:(FEC X) A, popL9: (FEC Y) F, popL12:(FEC Y) F, pop (FEC Z) C, L14
Table CL24:(FEC X) B, L3L25:(FEC Y) F, popL10:(FEC Z) E, popL14:(FEC Z) E, popL19:(FEC Z) E, pop
X
Y
Z
Table F (FEC D) D, pop (FEC E) C, L17 (FEC X) D, L18 (FEC Z) C, L19
Table E (FEC D) C, L22 (FEC F) C, L23 (FEC X) C, L24 (FEC Y) C, L25
Table BL4: (FEC E) C, L6 (FEC F) D, L7L3: (FEC X) A, L8 (FEC Y) D, L9L5: (FEC Z) C, L10
Table A (FEC F) D, L11L8: (FEC X) A, pop (FEC Y) D, L12 (FEC Z) B, L5 L5
L10
L14
L19
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001
Changement de routage
LSR A
LSR ELSR B
LSR D
LSR C
LSR F
a
b
a
b
a
b
a
bc
d
c
c
d
ab
a
c
c
cX
Y
Z
Routage CA -> d, BB -> d, BD -> c, DE -> a, EF -> c, DX -> d, BY -> c, DZ -> a, E
Routage FA -> b, DB -> b, DC -> b, DD -> b, DE -> b, DX -> b, DY -> c, .Z -> b, D
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001
Changement des tables MPLS
LSR A
LSR ELSR B
LSR D
LSR C
LSR F
a
b
a
b
a
b
a
bc
d
c
c
d
ab
a
c
c
Table DL26:(FEC Z) C, L14
cX
Y
Z
Table F (FEC Z) D, L26
Label L8
Label L10
Label L26
Label L14
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001
Conclusion MPLS
Nombreuses applications (QoS, Tunneling...)
Mais difficultés (sécurité, fiabilité, mise en oeuvre complexe...)
Standardisation presque aboutie (IETF)
Contrôle très fort de Cisco
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001
Les gigarouteurs
L’optique et les giga-routeurs
Les nouveaux services
Exemple
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001
Les gigarouteurs optiques
+ Meilleures performances
+ Uniformisation avec les réseaux
+ flexibilité
- Pas tout à fait au point…
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001
La technologie Mems
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Les technologies liées à l’optique
SONET / SDH
SONET défini des taux standards, des formats et des interfaces optiques.
Sonet Standard USSDH Standard Européen
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
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Les technologies liées à l’optique
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001
Les technologies liées à l’optique
WDM / DWDM (Multiplexage en longueur d’onde)
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Les technologies liées à l’optique
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Les technologies liées à l’optique
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001
Nouvelles fonctionnalités
MPLS/RSVP Diffserv AC (Admission control) WFQ (Weighted Fair Queuing) RED (Random Early Detection) ….
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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
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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
Le M160 de Juniper
2 Millions de francs
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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.
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