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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– M

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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...

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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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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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M comme Multi-protocoles

Protocoles couche réseau

Protocoles couche liaison

IPv6IPv6 IPv4IPv4 IPXIPX

MPLSMPLS

802.3802.3 ATMATM PPPPPPFDDI

...FrameFrameRelayRelay

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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

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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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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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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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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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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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Les gigarouteurs

L’optique et les giga-routeurs

Les nouveaux services

Exemple

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Les gigarouteurs optiques

+ Meilleures performances

+ Uniformisation avec les réseaux

+ flexibilité

- Pas tout à fait au point…

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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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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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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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