MPLS : MultiLayer Switching Protocol

1. MPLS : MultiLayer Switching Protocol • Qui l’utilise ? • Vocabulaire • Comment ça marche ? • Pourquoi est-ce intéressant ? • Exemple d’application : VPN MPLS

2. Qui l’utilise ? • Dans les réseaux de transport : • des opérateurs • des entreprise qui ont une partie de leur réseau qui doit se comporter comme celui d’un opérateur • Objectif : • rendre aisée la fourniture de services aux réseaux de distribution, voire d’accès

3. 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

4. Comment ça marche ? {L2 (Eth, …)} {L3 IP} Réseau MPLS {L2 (Eth, …)} [{MPLS} {MPLS}…] {L3 IP} L2 L3 ?

5. Comment ça marche ? IGP + LDP • Un protocole de routage IP dans le domaine de l’opérateur 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

6. 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 Label S TTL Exp Comment ça marche ? • Label = 20 bits > 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

7. En-tête PPPPacket over SONET/SDH En-tête couche 3 En-tête PPP MPLS Header En-tête couche 3 E-T Ethernet MPLS Header Ethernet E-T FR MPLS Header En-tête couche 3 Frame Relay CelluleATM VCI PTI CLP HEC DATA GFC VPI Label Comment ça marche ?

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

9. Comment ça marche ? 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 • L’E-LSR n’a 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 »)

10. 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

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

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

13. Comment ça marche ? • L’IGP calcule le chemin le plus court à travers le réseau • LDP fait correspondre un label à chaque destination IP (résumées) • L’E-LSR d’entrée reçoit les paquets, les route classiquement et les encapsule dans MPLS avec le bon label • Les LSR acheminent le paquet par commutation des labels • Le dernier (ou l’avant dernier) équipement enlève le label et route classiquement

14. Comment ça marche ? • Dans ce qui vient d’être dit, les labels correspondent à des routes IP • Pourquoi ne pas commuter sur les adresses IP directement ? • c’est ce que fait MPLS dans les exemples qui précèdent • on peut très bien construire des LSP sur d’autres critères : • routage sur adresse source • classe de service • Ingenierie de trafic • etc… • C’est la notion de FEC : Forwarding Equivalence Class

15. Comment ça marche ? • MPLS est une technique d’identification 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

16. Pourquoi est-ce intéressant ? • MPLS n’est qu’une technique d’identification de flux • MPLS pour MPLS n’a aucun intérêt : • la commutation est un peu plus rapide • l’ajout de protocoles comme LDP complique • Les flux identifiés par MPLS peuvent être traités de manières différentes : • c’est la possibilité de gérer des qualités d’acheminement différentes • et donc de vendre des services différents aux clients

17. Exemple d’application : VPN MPLS • Prérequis • Fonctionnement de base de MPLS : • principe des labels • LDP • nécessité d’utiliser 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 d’un Protocole de routage à un autre

18. Notion de VRF CE A VPN 1 Client A CE B PE VPN 1 Client B 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

19. Exemple d’application : VPN MPLS • Les CE doivent connaître les réseaux l’un de l’autre 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

20. Exemple d’application : 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 d’info c’est MP BGP • ces annonces ne concernent en rien l’IGP de l’opérateur et seront encapsulées dans un label MPLS • MP BGP fonctionne de PE à PE sur TCP

21. Exemple d’application : 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

22. Exemple d’application : 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 d’interconnexion ou Mettre des routes statiques dans le CE et sa VRF

23. Exemple d’application : 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

24. Exemple d’application : VPN MPLS IGP ds le réseau d’interconnexion IGP ds le réseau d’interconnexion CE PE MP BGP PE CE 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

25. Conclusion • Le principe de MPLS est simple • La mise en route de MPLS sur un réseau d’opérateur pose de sérieux problèmes de routage • MPLS permet aux opérateurs de fournir facilement des services à leurs clients • L’opérateur a le moyen de « mettre son réseau à disposition de son client »

26. Conclusion • Construction de routes sur la base du routage IP, mais aussi sur d’autres 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

27. 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 !