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Introduction à MPLS
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Introduction à MPLS
Introduction
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Introduction
Les fournisseurs d'accès veulentConserver leur infrastructure existante ETAjouter de nouveaux services non supportés par la technologie existante comme le packet forwarding
Le protocole IP, protocole de packet forwarding, possède donc pour les opérateurs des limitesLa technologie MPLS lève ces limites
Apporte l'intelligence du routage avec les performances de la commutationSupporte les VPNSupporte la QoSGestion efficace de la bande passante
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Les topologies WAN
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Le Full Mesh Topology
Nécessaire pour avoir un routage optimalExistence d'un circuit dédié entre chaque entitéSolution très couteuse
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Partial Mesh Topology
Également appelé hub-and-spokeSolution moins couteuse que le full meshUtilisation d'un point central qui coordonne les communicationsNe fournit pas un routage optimalPour prévenir d'une interruption de service, le point central peut être « dupliquer » en étendant cette topologie à une deuxième « hub-and-spoke »
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MPLS Topology
Cette topologie fournit les routes optimales Chaque entité n'a besoin que d'une connexion vers le MPLS Service ProviderElle fournit de la commutation niveau 2 et du routage niveau 3 en utilisant des labels de longueur fixe
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Avantages
Dans un réseau IP traditionnel, chaque routeur fait une recherche dans sa table de routage
Indépendance totale entre les décisions prises par chaque routeur
MPLS réduit le nombre de recherche de routageÉlimine la nécessité d'avoir un protocole de routage particulier sur chaque routeur
MPLS affecte un label (ou nombre) à chaque paquet et utilise ce label pour le transmettre
Ce label est positionné à l'entrée du réseau MPLS et est utilisé en interneEst utilisé pour faire le chemin vers la destination
Le label peut aussi correspondre à la destination d'un VPN niveau 3 ou à un paramètre non-IP comme un circuit niveau 2 ou une interface de sortie d'un routeurMPLS supporte la transmission de données non TCP/IP. L'utilisation des label se fait de la même manière que le protocole de niveau 3 utilisé
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Introduction à MPLS
Fonctionnement
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Le fonctionnement de MPLS
Seuls les routeurs d'extrémité du réseau font une recherche dans leur table de routage, les autres utilisent les labels uniquement
Ce qui accélère le transfert
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Les mécanismes de commutation
Il existe 3 mécanismes de commutation sur les plateformes CiscoProcess switchingFast SwitchingCisco Express Forwarding (CEF)
Process switching est le mécanisme le plus simple et le plus lentUne recherche est faite dans la table de routage et la construction d'un nouveau paquet de niveau 2 est effectué pour chaque paquet
Fast-switching : un cache est utilisé pour accélérer la communicationL'en-tête de niveau 2 est intégralement conservée en cache. Quand il n'existe pas d'informations vers la destination recherchée en cache, une entrée dans ce cache est alors créée. Ainsi, cela accélèrera le processus pour les prochains paquets
La technique la plus récente : Cisco Express ForwardingUtilisation d'une « Forwarding Information Base » (FIB)Équivalent à une table de routage mais avec le next-hop de stocké pour chaque destination
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Routage IP en fast-switching
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CEF Switching
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MPLS : les bases
Sur un réseau IP connecté à un réseau MPLSLes routeurs dans le domaine MPLS sont appelés Core Router et Label Switching Routers (LSR)Les routeurs qui inter-connecte les 2 réseaux sont appelés Edge Router et Edge-LSR
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MPLS : les bases
Quand un packet IP arrive sur un Edge LSR, celui-ci le transforme en paquet MPLS. Et inversement pour les paquets MPLS vers IPDans l'exemple, pour un paquet de A vers B : ajout d'un Label entre l'en-tête de Couche 2 et de Couche 3
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Caractéristiques
Fonctionne quelque soit la couche 1 et l'encapsulation de couche 2Utilisation d'un label de 32 bits inséré entre les en-têtes des couches 2 et 3
Dans le cas d'utilisation d'ATM, comme chaque cellule ATM est de taille fixe, il est impossible d'ajouter des label MPLSLes labels ATM sont utilisés comme label MPLS
Ce label ne contient aucune information correspondant au type de protocole de couche 3 transporté
La détermination du protocole de couche 3 va être déterminée en fonction de la valeur du label
Il est possible d'avoir plusieurs labels par exemple dans les cas suivants :MPLS VPN : un deuxième label peut être utilisé pour identifier le concentrateur VPN à utiliserMPLS Traffic Engineering (MPLS TE) : pour établir, dans le cas de l'utilisation de RSVP (Ressource Reservation Protocol), un tunnel à utiliser3 labels ou plus peuvent être utilisé dans le cas d'un couplage entre MPLS TE et MPLS VPN
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Format des Label MPLS
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La Label Stack MPLS
L'identification du protocole de couche 3 transportée se détermine en fonction de la valeur du label
Unlabeled IP Unicast : PID = 0x0800, payload classique de packet IP unicastLabeled IP Unicast : PID =0x8847, payload avec au moins un label qui précède l'en-tête IPLabeled IP multicats : PID = 0x8848, payload multicast IP avec au moins un label qui précède l'en-tête IP
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Architecture MPLS
On distingue 2 composants majeurs dans le routage MPLSControl plane : contrôle des informations et des labels échangés entre les périphériques adjacentsData plane : connu également sous le nom des forwarding plane, contrôle la transmission des informations en se basant soit sur les adresses de destination ou sur les labels
Le Control Plane est dépendent de l'algorithme de routage : OSPF, EIGRP, IS-IS, RIP ou BGP
Il nécessité également un protocole d'échange de labels comme LDP (Label Distribution Protocol, BGP (utilisé par MPLS VPN) ou RSVP (utilisé par MPLS TE)
Le Data Plane est indépendant des algorithmes de routages et d'échanges de label
Utilisation d'une base appelée Label Forwarding Information Base (LFIB) pour forwarder les paquets avec les bons labelsCette base est remplie par les protocoles d'échange de label
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Les composants du Control Plane
ExempleRéception du label 17 pour les paquets à destination du 10.0.0.0/8Génération d'un label 24 pour ces paquets et expédition de l'information aux autres routeursInsertion de l'information dans la LFIB
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Les LSR ?
Label Switch Router fonctionne différemment en fonction de leur position
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Fonctionnement d'un LSR
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Fonctionnement d'un Edge LSR
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Introduction à MPLS
Utilisation des labels
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Fonctionnement
Un routeur effectue 4 étapes pour attribuer et distribuer les labels1. Echange d'informations en utilisant l'IGP comme OSPF, IS-IS ou EIGRP2. Les labels locaux sont générés. Un unique label est affecté à chaque destination IP
contenu dans la table de routage et stocké dans la table appelé Label Information Base (LIB)
3. Les labels locaux sont diffusés aux routeurs voisins pour être utilisés comme next-hop label. Stockage dans les tables FIB et LFIB)
4. Chaque LSR construit ses propres structures FIB, LFIB et LIB
La FIB est utilisé pour transmettre les paquets IP ne portant pas encore de labelCréation des labels au fur et à mesure du passage des paquets
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Allocation des labels
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Allocation des labels
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Stockage des labels
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Distribution des labels
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Distribution des labels
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Distribution des labels
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Distribution des labels
Création des labels est asynchrone donc émission vers tous les voisins dès création d'un nouveau label pour un réseauRouter D est directement connecté au réseau X donc il prévient ses voisins en envoyant un label null pour le réseau X.
Les paquets pour X expédié par C seront donc sans label, c'est l'action pop : suppression du top-label dans la trame.
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Remplir la LFIB
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Propagation des paquets
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Distribution des labels
