Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Historiquement basé sur un routage best-effort, les réseaux IPs ont dû évoluer pour supporter les contraintes de plus en plus importantes des applications. L’ingénierie de trafic distribuée est un outil fréquemment utilisé pour mettre en place un routage contraint. Cependant celle-ci ne permet pas de résoudre tous les problèmes d’optimisation. Une ingénierie de trafic centralisée utilisant un PCE (Path Computation Element) est alors nécessaire pour surmonter ces limitations et rendre le réseau programmable.
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Stéphane LITKOWSKI : Senior Network Architect and Orange Expert - Orange Business Services
INTRODUCTION
La mouvance vers le tout IP entraîne un portage d’applications de plus en plus critiques sur les réseaux IP. Les contraintes de ces applications en termes de bande passante, latence, gigue, etc. peuvent nécessiter la mise en œuvre d’une politique de routage différenciée dans le réseau là où le réseau IP utilise par défaut une politique unique de « plus court » chemin. La mise en œuvre de technique d’ingénierie de trafic à base de MPLS (Multi Protocol Label Switching) est souvent nécessaire afin d’ouvrir la possibilité de calcul de chemins contraints.
L’ingénierie de trafic n’est pas un nouveau concept en soit et était déjà utilisée dans des réseaux comme les réseaux ATM (Asynchronous Transfer Mode). Elle est également déployée de manière plus ou moins large au sein de réseaux IP afin d’adresser ce besoin de différentiation de routage pour différents types de trafic.
Dans cet article, nous allons rappeler dans un premier temps les concepts de base de l’ingénierie de trafic dans un réseau IP/MPLS, pour nous attarder ensuite sur les limitations de l’approche distribuée qui est actuellement déployée. Dans un second temps, cet article introduit l’architecture d’ingénierie de trafic centralisée utilisant un PCE (Path Computation Element) permettant de pallier ces limitations. Le fonctionnement du protocole de communication utilisé par le PCE est détaillé, ainsi que la mise en œuvre d’une architecture de routage utilisant un PCE. Cet article présente également l’analyse de plusieurs cas d’usage du PCE.
Nous abordons enfin les aspects sécurité liés à l’introduction du PCE et nous terminons par une vue non exhaustive du marché actuel.
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Le PCE pour une ingénierie de trafic centralisée
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2. Ingénierie de trafic distribuée
2.1 Principes généraux et calculs de chemins contraints
Contrairement au réseau IP standard où chaque routeur participe à la sélection du meilleur chemin, l’ingénierie de trafic autorise le routeur d’entrée du réseau à calculer le chemin de bout en bout selon les contraintes qui lui sont données, et impose de ce fait sa décision aux autres routeurs sur le chemin.
Pour effectuer son calcul de chemin, le routeur d’entrée doit disposer de l’ensemble de la topologie du réseau ainsi que des caractéristiques des éléments le composant (bande passante, latence des liens, etc.). L’utilisation d’un protocole de routage de type « état de liens » comme OSPF ou IS-IS est donc obligatoire lors de la mise en place d’une ingénierie de trafic.
Grâce aux données récupérées par le protocole de routage, chaque routeur peut donc créer une base topologique du réseau sur laquelle il pourra effectuer des calculs de chemin. Cette base de données est appelée TED (Traffic Engineering Database).
La Traffic Engineering Database (TED) est la base topologique d’un nœud du réseau lui permettant d’effectuer des calculs de chemin de bout en bout.
Les protocoles IS-IS ou OSPF utilisent l’algorithme de Dijkstra pour la détermination du plus court chemin basé sur les métriques définies dans le réseau. Cet algorithme est plus communément appelé algorithme SPF (Shortest Path First).
Lors de l’utilisation de l’ingénierie de trafic, un routage contraint est nécessaire, cependant l’objectif reste de trouver le plus court chemin répondant à l’ensemble des caractéristiques et contraintes exprimées. Un routeur ne peut donc plus utiliser l’algorithme SPF pour déterminer ce chemin mais en utilise une variante appelée CSPF (Constrained Shortest Path First). Le principe général du CSPF est très simple et consiste à supprimer l’ensemble des éléments topologiques du réseau ne répondant pas aux critères requis, puis de calculer un SPF sur la topologie restante.
CSPF (Constrained Shortest Path First) est un algorithme simple de calcul de plus court chemin avec contraintes.
La figure 4 présente un exemple de calcul CSPF. Dans cet exemple, l’algorithme doit...
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Ingénierie de trafic distribuée
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - IETF – PCEP - Extension for Distribution of Link-State and TE Information. - https://datatracker.ietf.org/doc/draft-dhodylee-pce-pcep-ls/ (2018).
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(2) - IETF – PCEP - Extensions for GMPLS. - https://datatracker.ietf.org/doc/draft-ietf-pce-gmpls-pcep-extensions/ (2017).
-
(3) - IETF - Path Computation Element communication Protocol extension for associating Policies and LSPs. - https://datatracker.ietf.org/doc/draft-ietf-pce-association-policy/ (2018).
-
(4) - IETF - Path Computation Element communication Protocol extension for signaling LSP diversity constraint. - https://datatracker.ietf.org/doc/draft-ietf-pce-association-diversity/ (2018).
-
(5) - IETF – PCEP - Extensions for Establishing Relationships Between Sets of LSPs. - https://datatracker.ietf.org/doc/draft-ietf-pce-association-group/ (2018).
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
RSVP-TE : Extensions to RSVP for LSP Tunnels. - RFC 3209 - 2001
-
Traffic Engineering (TE) Extensions to OSPF Version 2. - RFC 3630 - 2003
-
The Transport Layer Security Protocol Version 1.2. - RFC 5246 - 2008
-
IS-IS Extensions for Traffic Engineering. - RFC 5305 - 2008
-
Traffic Engineering Extensions to OSPF Version 3. - RFC 5329 - 2008
-
Path Computation Element Communication Protocol. - RFC 5440 - 2009
-
A Backward-Recursive PCE-Based Computation Procedure to Compute Shortest Constrained Inter-Domain Traffic Engineering Label Switched Paths. - RFC 5441 - 2009
-
The Application of the Path Computation Element Architecture to the Determination of a Sequence of Domains in MPLS and GMPLS. - RFC 6805 - 2012
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