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Bienvenue dans la technologie MPLS

Le routage MPLS

Deux solutions d’implémentation des LSP sont possibles

Le routage saut par saut (ou routage implicite) où chaque paquet contenant un LSP choisit indépendamment le saut suivant pour une FEC de données et le routage explicite où le premier LSR détermine la liste des nœuds à suivre.

 

  • Implicit Routing

La distribution implicite de labels aux LSR est réalisée grâce à LDP (Label Distribution Protocol). LDP définit une suite de procédures et de messages utilisés par les LSR pour s’informer mutuellement du mapping entre les labels et le flux. Les labels sont spécifiés selon le chemin « Hop By Hop » défini par l’IGP (Interior Gateway Protocol) dans le réseau. Chaque nœud doit donc mettre en oeuvre un protocole de routage de niveau 3, et les décisions de routage sont prises indépendamment les unes des autres.

LDP est bi-directionnel et permet la découverte dynamique des nœuds adjacents grâce à des messages Hello échangés par UDP. Une fois que les 2 nœuds se sont découverts, ils établissent une session TCP qui agit comme un mécanisme de transport fiable des messages d’établissement de session TCP, des messages d’annonce de labels et des messages de notification.

LDP est actuellement limité au routage unicast et supporte les spécifications suivantes :

·       les labels sont assignés à un nœud amont à partir des informations contenues dans la table de routage

·       3 FEC (Forwarding Equivalent Classes) sont définies : il est possible de mapper un label soit à un flux de trafic, à un préfixe d’adresse IP ou à un router-ID. Le flux de trafic reçoit le même traitement de forwarding selon le label qui lui est associé.

·       une connexion LDP peut être établie entre 2 LSR directement ou indirectement connectés

il existe 2 modes de rétention de label : soit « conservatif » soit « libéral ». Pour le mode de rétention « conservatif » , seul le label correspondant au meilleur bond est retenu. Par contre, pour le mode de rétention « libéral », tous les labels transmis par les LSR adjacents pour un flux donné sont retenus. Ce mode permet un reroutage rapide en cas de problème car des labels alternatifs sont disponibles instantanément.

  • Explicit Routing

L’Explicit Routing est la solution MPLS pour faire du Traffic Engineering dont l’objectif est le suivant :

·       utiliser efficacement des ressources du réseau

·       éviter les points de forte congestion en répartissant le trafic sur l’ensemble du réseau. En effet, le plus court chemin déterminé par le routage classique IP pour atteindre une destination peut ne pas être le seul chemin possible et certains chemins alternatifs peuvent être sous-utilisés alors que le plus court chemin est sur-utilisé.

Historiquement, le Traffic Engineering a été réalisé grâce à des métriques de liens associées à des protocoles de routage internes (RIP, OSPF, IS-IS). A la fin des années 90, il a également été possible de faire du Traffic Engineering avec des technologies de niveau 2 telles que ATM et Frame Relay. Aujourd’hui, MPLS émerge comme un nouveau mécanisme de Traffic Engineering en offrant une plus grande flexibilité de routage IP (bande passante, QoS,...), grâce à l’Explicit Routing. Dans ce cas, le LSP n’est plus déterminé à chaque bond comme pour l’implicit routing : c’est l’ingress node qui choisit le chemin de bout en bout. Au niveau des LSR en cœur de réseau, seul le label MPLS est analysé (pas l’en-tête du datagramme IP).

L’Explicit Routing permet à un opérateur de faire du Traffic Engineering en imposant au réseau des contraintes sur les flux, du point source jusqu’au point destination. Ainsi, des routes autres que le plus court chemin peuvent être utilisées. Le réseau détermine lui-même le chemin en suivant les étapes ci-dessous :

·       connaissance de l’état du réseau : topologie, bande passante réelle d’un lien, bande passante utilisée, bande passante restante...Des extensions doivent être apportées aux protocoles OSPF et IS-IS car la distribution dynamique des bases de données est limitée aux nœuds adjacents et à une seule métrique.

·       calcul d’un chemin répondant aux contraintes spécifiées. Les extensions d’OSPF et d’IS-IS sont nécessaires.

·       établissement du ER-LSP (Explicitly Routed Path). La source connaît le chemin complet du nœud d’entrée vers le nœud de sortie. C’est elle qui spécifie les LSR à l’intérieur du LSP. Deux options de signalisation proposées pour l’établissement du LSP : RSVP ou CR-LDP (Constraint-Based Routing LDP) :

§         RSVP ne permet pas d’offrir du SLA (Service Level Agreement : Accord entre un client et un fournisseur sur le niveau de qualité de service offert par ce dernier) car il repose sur le protocole UDP (non -orienté connexion)

 §         CR-LDP est l’alternative à RSVP (promu notamment par Nortel) ; il est jugé plus fiable dans la mesure où il met en oeuvre TCP (orienté connexion). De plus, CR-LDP peut interfonctionner avec LDP et utilise les messages LDP pour signaler les différentes contraintes.

·       envoi du trafic sur le chemin trouvé

·       supervision de l’état des LSP et le transmet à l’IGP

·       ré-optimisation des LSP quand nécessaire.

Les fonctions supportées par ER-LDP sont :

·       ER-LSP de bout en bout

·       strict/loose explicit routing : dans un LSP routé de manière « stricte », chaque bond est spécifié. Une section du LSP peut être routée de manière « imprécise » lorsque sont introduits 2 LSR non directement connectés.

·       spécification d’une classe de service

·       réservation de bande passante

·       route pinning : dans une section de ER-LSP routée de manière « imprécise », les bonds sont sélectionnés selon une transmission bond par bond

·       ER-LSP preemption : établissement/maintien de priorité

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