MPLS : MultiLayer Switching Protocol

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MPLS MultiLayer Switching Protocol

• Qui lutilise ?
• Vocabulaire
• Comment ça marche ?
• Pourquoi est-ce intéressant ?
• Exemple dapplication VPN MPLS

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Qui lutilise ?

• Dans les réseaux de transport
• des opérateurs
• des entreprise qui ont une partie de leur réseau
  qui doit se comporter comme celui dun opérateur
• Objectif
• rendre aisée la fourniture de services aux
  réseaux de distribution, voire daccès

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Vocabulaire
Réseau MPLS
P Privider LSR Label Switch Router
PE Provider Edge router E-LSR Edge Label
Switch Router I-LSR Ingress Label Switch
Router E-LSR Egress Label Switch Router
CE Customer Edge router
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Comment ça marche ?
L2 (Eth, ) L3 IP
Réseau MPLS
L2 (Eth, ) MPLS MPLS L3 IP
L2 L3 ?
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Comment ça marche ?
IGP LDP

• Un protocole de routage IP dans le domaine de
  lopérateur IGP OSPF, EIGP, Un protocole de
  distribution de Labels pour distribuer les
  correspondances Adresse/Label entre voisins
  adjacents LDP Le LSR d'entrée (Ingress LSR)
  reçoit les paquets, les route, affecte un label
  et achemine le paquet labellisé dans le réseau
  MPLS Les LSR de coeur de réseau commutent les
  paquets sur la base des Labels Le LSR de sortie
  (Egress LSR) retire le Label et route le paquet
  IP hors du réseau MPLS

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Comment ça marche ?

• Label 20 bits gt 106 labels
• Exp Experimental, 3 bits Class Of Service
• S Stack, 1bit MPLS dans MPLS
• TTL Time to live, 8 bits
• Les LSRs MPLS acheminent toujours les paquets
  sur la base du Label placé en haut de la pile

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Comment ça marche ?
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Comment ça marche ?
Utiliser le label 30 pour ladestination
171.68.10/24
Utiliser le label 40 pour ladestination
171.68.10/24
171.68.40/24
171.68.10/24
Rtr-A
Rtr-B
Rtr-C
IntfIn LabelIn Préfixed'Adresse IntfOut LabelOut
0 - 171.68.10 1 30
--- --- ---- --- ---
IntfIn LabelIn Préfixed'Adresse IntfOut LabelOut
0 30 171.68.10 1 40
--- --- ---- --- ---
IntfIn LabelIn Préfixed'Adresse IntfOut LabelOut
0 40 171.68.10 1 ---
--- --- ---- --- ---

• Le chemin imposé par les labels (LSP Label
  Switched Path) est dérivés de lIGP
• Il peut y avoir une différence entre le chemin
  proposé par lIGP et le LSP tunnel LSP, routage
  explicite (ingénierie de trafic)

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Comment ça marche ?
Préfixed'Adresseet Masque ProchainSaut Interface
171.68.10/24 171.68.9.1 Serial 0
171.68.44/24 171.68.12.1 Serial2
171.68/16 ... Null
IntfIn LabelIn Préfixed'Adresse IntfOut LabelOut
0 - 171.68/16 1 4
--- --- ---- --- ---
IntfIn LabelIn Préfixed'Adresse IntfOut LabelOut
0 4 171.68/16 2 pop
--- --- ---- --- ---
Route agrégée171.68/16
Route agrégée171.68/16
2
0
0
1
Utiliser le Label "implicit-null"pour une FEC
171.68/16
Utiliser le Label "implicit-null"pour une FEC
171.68/16
L'Egress LSR agrège plus deroutes
La route agrégée est propagéepar l'IGP et le
Label est affectépar chaque LSR
171.68.44/24
171.68.10/24

• LE-LSR na pas besoin du label MPLS car il doit
  faire le routage IP (il le fait savoir à ses LSR
  amont via LDP en utilisant le label  implicit
  null )

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Comment ça marche ?
Routeur sans MPLS
Protocole de routage IP
IGP
Table de routage IP
Plan de contrôle
Paquets sortants
Paquets entrants
Processus de routage
Plan des données
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Comment ça marche ?
Routeur MPLS/LSR
Protocole de routage IP
IGP
Table de routage IP
Plan de contrôle
MPLS LIB
LDP
Plan des données
Paquets labellisés entrants
Paquets labellisés sortants
Processus de commutation
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Comment ça marche ?
Routeur MPLS/E-LSR
Protocole de routage IP
IGP
Table de routage IP
Plan de contrôle
MPLS LIB
LDP
Paquets sortants
Paquets entrants
Processus de routage
Plan des données
Paquets labellisés entrants
Paquets labellisés sortants
Processus de commutation
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Comment ça marche ?

1. LIGP calcule le chemin le plus court à travers
   le réseau
2. LDP fait correspondre un label à chaque
   destination IP (résumées)
3. LE-LSR dentrée reçoit les paquets, les route
   classiquement et les encapsule dans MPLS avec le
   bon label
4. Les LSR acheminent le paquet par commutation des
   labels
5. Le dernier (ou lavant dernier) équipement enlève
   le label et route classiquement

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Comment ça marche ?

• Dans ce qui vient dêtre dit, les labels
  correspondent à des routes IP
• Pourquoi ne pas commuter sur les adresses IP
  directement ?
• cest ce que fait MPLS dans les exemples qui
  précèdent
• on peut très bien construire des LSP sur
  dautres critères
• routage sur adresse source
• classe de service
• Ingenierie de trafic
• etc
• Cest la notion de FEC Forwarding Equivalence
  Class

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Comment ça marche ?

• MPLS est une technique didentification de flux
• Les critères de définition des flux sont variés
  
• routage IP
• service
• QoS
• client
• Une fois indentifiés les flux sont commutés dans
  le réseau
• Cette communtation doit être faite selon une
  stratégie motivée

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Pourquoi est-ce intéressant ?

• MPLS nest quune technique didentification de
  flux
• MPLS pour MPLS na aucun intérêt
• la commutation est un peu plus rapide
• lajout de protocoles comme LDP complique
• Les flux identifiés par MPLS peuvent être
  traités de manières différentes
• cest la possibilité de gérer des qualités
  dacheminement différentes
• et donc de vendre des services différents aux
  clients

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Exemple dapplication VPN MPLS

• Prérequis
• Fonctionnement de base de MPLS
• principe des labels
• LDP
• nécessité dutiliser un IGP
• récursivité de MPLS
• PE (E-LSR) qui fait le routage P (LSR) qui
  commute
• Notion de VFR Virtual Routing Forwarding
• Fusion de routes passages de routes dun
  Protocole de routage à un autre

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Notion de VRF
CE A
VPN 1
Client A
CE B
PE
Client B
VPN 1
CE C
Client C
VPN 1
VPN 2

• un opérateur a plusieurs clients sur le même PE
• VRF lui permet de créer un  routeur virtuel 
  par client
• chaque VRF a un nom
• un client peut avoir plusieurs sites à
  interconnecter
• plusieurs VPN dans la même VRF
• chaque VPN a un numéro

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Exemple dapplication VPN MPLS

• Les CE doivent connaître les réseaux lun de
  lautre pour que le routage au sein du réseau
  privé, entre les deux sites puisse se faire
• Passage de la connaissance des réseaux privés de
  g à d et inv, il faut donc assurer
• le passage de CE à PE et inversement
• le passage entre PE

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Exemple dapplication VPN MPLS

• Passage des annonces de routage entre PE
• ces annonces contiennent des chemins vers des
  réseaux privés
• elles doivent être confinées au sein de chaque
  VRF
• les outils pour le faire sont
• le nom de chaque VRF
• le  route distinguisher  associé à chaque VRF
• Le seul protocole de routage qui permet de
  propager ce genre dinfo cest MP BGP
• ces annonces ne concernent en rien lIGP de
  lopérateur et seront encapsulées dans un label
  MPLS
• MP BGP fonctionne de PE à PE sur TCP

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Exemple dapplication VPN MPLS

• Passage des annonces de routage entre CE et PE
• Il y a 3 solutions
• routage statique
• routage dynamique différent de celui du client
• routage dynamique intégré à celui du client

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Exemple dapplication VPN MPLS

• Passage des annonces de routage entre CE et PE
• routage statique
• routage dynamique différent de celui du client

CE A
IGP client A
VPN 1
Client A
PE
Installer un IGP dans le réseau
dinterconnexion ou Mettre des routes statiques
dans le CE et sa VRF
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Exemple dapplication VPN MPLS

• Passage des annonces de routage entre CE et PE
• routage dynamique intégré à celui du client

CE A
IGP client A
VPN 1
Client A
PE
Intégrer la VRF du client dans son IGP
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Exemple dapplication VPN MPLS
IGP ds le réseau dinterconnexion
IGP ds le réseau dinterconnexion
CE
PE
MP BGP
CE
PE
IGP
IGP

• Fusion de routes
• IGP client avec IGP interco
• IGP interco avec MPBGP

1 label pour identifier la VRF 1 label pour
identifier le VPN dans la VRF
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Conclusion

• Le principe de MPLS est simple
• La mise en route de MPLS sur un réseau
  dopérateur pose de sérieux problèmes de routage
• MPLS permet aux opérateurs de fournir facilement
  des services à leurs clients
• Lopérateur a le moyen de  mettre son réseau à
  disposition de son client 

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Conclusion

• Construction de routes sur la base du routage
  IP, mais aussi sur dautres bases pourquoi pas
  le LSP peut se construire selon des critères
  riches, domaine de recherche
• MPLS une fois le chemin établi, ts les paquets
  du même  flux  (ie qui répondent au même
  critère) passent par le même chemin
• le label MPLS peut être utilisé pour identifier
  des flux et leur appliquer une administration
  particulière

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Conclusion

• GMPLS, les moyens sont connus, les finalités
  sont plus difficiles à cerner
• ordre chronologique MPLS, MPLS TE, GMPLS
• MPLS routage OSPF ISIS, signalisation LDP RSVP
• GMPLS
• extensions TE de MPLS TE
• LMP protocole de gestion de  liens 
• multicouche
• Triggering ouvrir des LSP reactif et proactif
  (de préférence) par exple qd on constate que
  certains LSP commencent à être chargés
• Routage TrafficEngineering, on a déjà du mal à
  faire du routage sur un critère lié à une seule
  couche, alors comment le faire qd il y a des
  liens à plusieurs couches !