Conception et déploiement de la technologie MPLS dans un réseau métropolitain

2.4-) Conclusion

Dans ce chapitre, nous avons passé en revue les généralités sur la technologie MPLS. Nous en sommes partis de son historique en passant par ses concepts de base jusqu'aux notions de réseaux NGN, des coeurs de réseaux NGN et du MPLS évolué (GMPLS). Dans le chapitre qui va suivre, nous irons plus loin que des généralités en nous intéressant aux concepts d'ingénierie MPLS ; ceci dans le but d'avoir des bases pour comprendre le déploiement.

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¹⁰ PSC¹⁰ : Packet Switch Capable ; permet de reconnaître les limites des paquets et des cellules et prend ses décisions d'acheminement à partir du contenu de l'en-tête du paquet ou de la cellule.

¹¹ TDM¹¹ : Time Division Multiplex Capable ; achemine les données des times slots.

¹² LSC¹² : Lambda Switch Capable ; permet d'acheminer les données à partir des longueurs d'onde sur lesquelles les données sont transportés.

¹³ FSC¹³ : Fiber Switch Capable ; permet d'acheminer les données à partir de la position réelle des données dans l'espace physique.

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Chapitre 3 : Conception des réseaux MPLS 3.1-) Introduction

Dans cette partie nous définissons notre cahier des charges; puis, nous abordons l'aspect conception d'un réseau MPLS. Enfin, nous proposons une méthodologie à suivre dans la mise en oeuvre d'un réseau MPLS.

3.2-) Définition et spécification du cahier des charges

Nombreuses sont les contraintes (contraintes tant au niveau physique que logique et/ou technologique) à prendre en compte lors de la conception des réseaux métropolitains et les réseaux hyper étendus. Ceci nous conduire à classifier notre cahier des charges en besoins.

3.2.1-) Les besoins fonctionnels

Un réseau MPLS et plus spécifiquement un coeur de réseau MPLS doit pouvoir répondre aux fonctionnalités suivantes :

? Implémenter tous les critères d'ingénierie de trafic ;

? Implémenter le VPN-MPLS;

? Implémenter les critères de CoS (Class of Services) et de QoS-MPLS.

3.2.2-) Les besoins non fonctionnels

Un autre besoin indirectement lié aux besoins fonctionnels est celui de proposer une méthodologie de conception et de déploiement des réseaux MPLS.

La définition de notre cahier de charge nous conduit immédiatement à la conception des réseaux type IP/MPLS.

3.3-) La conception des réseaux MPLS 3.3.1-) Introduction à la conception réseau

Brièvement, la conception d'un réseau passe par la prise en compte des critères tels que :

? l'architecture physique et ; ? l'architecture logique.

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Mais cette conception est adaptative et est fonction des exigences liées à chaque cas spécifiques. En ce qui concerne les réseaux type MPLS, qu'en est-il exactement ?

3.3.2-) La conception d'un réseau type IP/MPLS

3.3.2.1-) Les points capitaux dans la conception d'un réseau MPLS De façon globale, la conception d'un réseau MPLS passe par :

> La définition d'une architecture physique (câblage) : Il faut prendre en compte les paramètres comme:

· La cartographie du site, de la ville ou de la métropole ;

· Les supports physiques et ou radio à utiliser;

> Les équipements actifs à utiliser : équipements supportant ou comprenant la technologie MPLS comme la gamme de routeurs C7200 de CISCO;

> L'architecture logique (technologie) : ici il faut tabler sur les aspects tels que :

· Les protocoles qui seront utilisés : pour la signalisation, le transport, ... ;

· Les plans d'adressage : réel et virtuel (VPN) ;

· Le type de routage : dans la zone MPLS et à l'extérieur de celle-ci ;

> Les exigences en termes de quantité de trafic et leurs qualités :

· Quantité de trafic venant des différents réseaux clients à transporter dans notre zone MPLS : il faudra bien estimer la quantité probable de trafic à transporter sur chaque lien, ainsi que leurs exigences (débit, temps réels,...).

· Estimer aussi les demandes en fonction des heures creuses et des heures de pointe : ceci permettra d'éviter des perturbations dans notre futur coeur de réseau.

Ces deux points sont capitaux ; car ils conditionnent le câblage et le type d'équipements actifs à choisir pour notre réseau.

> L'administration des équipements, la maintenance, la surveillance et l'amélioration des performances ;

> Les services réseaux et les applications particulières, tels quels :

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? Les multiples VPNs : pour desservir plusieurs clients ayant chacun plusieurs sites ou pour le transport d'un type de trafic particulier comme les flux temps réels;

? Les liens loués et dédiés ; ...

? Les outils de sécurité, entre autres :

? Prendre en compte les connexions avec l'extérieur et à l'intérieur du réseau ; ... ? Prendre en compte les équipements ;

? Prendre en compte les besoins des clients.

3.3.2.2-) L'aspect architectural dans la conception d'un réseau MPLS Ici, nous mettons l'accent sur le point architecture physique et logique.

En effet, pour réussir son choix architectural, nous conseillons au concepteur de s'inspirer des architectures MPLS sécurisés proposés par les constructeurs d'équipements MPLS les plus célèbres.

Le choix d'une topologie sécurisée (intégrant les VLANs, les VPNs, ...) est fait pour combiner l'efficacité, la robustesse, la performance et la sécurité dans les réseaux MPLS.

a-) L'architecture EoMPLS (Ethernet over MPLS) de CISCO

Cisco est un des leaders en matériel de réseaux type MPLS. Dans les VPNs, en général, le tunneling s'effectue au niveau 3, mais Cisco a mis en place l'EoMPLS pour que le tunneling puisse désormais s'effectuer au niveau 2 sur un réseau MPLS. Ainsi, l'EoMPLS utilise le label pour identifier le client et le VLAN du client. Si des données sont envoyées d'un des différents sites du client, elles arriveront obligatoirement au site destinataire de ce même client.

Alors que MPLS maintient lors de l'encapsulation les données de niveau 3, EoMPLS garde aussi l'intégralité des données de niveau 2 (source, adresse MAC) ; effectuant ainsi un tunneling de niveau 2 et non de niveau 3.

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Figure III.1 : L'architecture EoMPLS de Cisco

Le concept EoMPLS est simple (Voir figure III.1): lorsqu'une trame arrive sur un serveur EoMPLS (routeur), celui-ci l'encapsule ; puis le numéro de VLAN est ajouté en tant que label MPLS et ensuite l'étiquette contenant le numéro de tunnel est ajoutée dans la pile d'entêtes, ce qui permet d'identifier le client sur le réseau. Une fois les données délivrées à l'autre extrémité du réseau (sur le site distant du client) le label du tunnel est supprimé et le label contenant le numéro de VLAN est examiné afin de déterminer quel VLAN doit obtenir la trame.

b-) L'architecture `'Enhanced IP VPN» de Lucent et Juniper

Tout comme Cisco, Lucent et Juniper, ont mis sur pied une solution architecturale VPN multiservices et multi protocoles : Enhanced IP VPN qui combine les services ATM et VPN IP. Cette solution est composée principalement de Switch multiservices Lucent et de routeurs IP Juniper, le tout géré par un système de gestion de réseaux baptisé Navis. Il propose ainsi un coeur de réseau MPLS multiservices qui donne la possibilité de connecter des fournisseurs d'accès à Internet, des réseaux Extranet, des VPNs et pleins d'autres. Ceci permet le transport indépendamment du matériel ou de la technologie.

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Figure III.2 : L'architecture `'Enhanced IP VPN» de Lucent/Juniper

Le principe est le suivant: des trames ATM arrivent sur le réseau MPLS via des LERs basés aux frontières du réseau. Un LER encapsule les circuits virtuels ATM dans une pseudo-trame MPLS ; puis la pseudo-trame (pseudo-wire) traverse alors le tunnel MPLS pour arriver à destination via un autre LER. Ce modèle a été développé en mode distribué dans lequel, le routage ATM et le routage MPLS sont complètement indépendant. Ceci donne la possibilité aux routeurs ATM d?agréger plusieurs circuits virtuels qui seront par la suite encapsulés comme un seul circuit par le LER.

c-) L'architecture MPE (Multiservice Provider Edge) de Nortel

Nortel est actuellement le concurrent numéro un de Cisco en terme de fourniture de matériel réseau MPLS. Nortel propose alors différents matériels réseaux comme les Switch MPE (Multiservice Provider Edge : qui sont des supers Switchs multiservices). Les MPEs permettent d'interconnecter des réseaux d'entreprises sur un backbone MPLS et de gérer simultanément le routage et la commutation. Un MPE peut être vu comme un routeur physique qui contient plusieurs routeurs logiques tels que : chaque type de réseau et/ou service particulier se voit affecter son propre routeur. Il permet ainsi de multiplexer plusieurs types de trafic différents pour le faire transiter à travers le réseau MPLS comme étant un seul. Nortel propose ainsi de placer les MPEs en amont des LERs tout en intégrant le routage de ces différents réseaux (Voir figure III.3).

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Figure III.3 : L'architecture MPE de Nortel Ainsi, selon le cas, suivant que le concepteur doit :

? Faire migrer un réseau existant vers un réseau MPLS ou,

? Concevoir depuis la base un nouveau réseau MPLS ; il devra s'appuyer sur ces différentes architectures pour pouvoir mettre au point l'architecture physique et logique de son futur réseau MPLS.

3.4-) Méthodologie de mise en oeuvre d'un réseau MPLS

Ce que nous proposons dans ce paragraphe, n'est pas une convention. Le concepteur ou l'ingénieur de déploiement du MPLS pourra utiliser des approches personnalisées en fonction des paramètres du moment : il devra faire parler son ingéniosité.

3.4.1-) Les étapes à suivre dans le cas d'une migration vers le MPLS

Nous proposons un canevas à suivre pour migrer (en partant d?un existant) vers un réseau MPLS que nous avons nommé : 5MPLS-Migrating. Il est constitué de cinq principales étapes ayant chacune des sous étapes selon les aspirations du concepteur.

Ainsi, réussir une migration vers la technologie MPLS revient à suivre le 5MPLS-Mirating à savoir :

1. Optimiser (Upgrade) le réseau IP vers un réseau parallèle MPLS (construction de la couche MPLS) en plaçant des noeuds MPLS aux points stratégiques comme les limites avec les entrées ATM, Frame Relay et autres (Voir paragraphe 4.2.2.2) :

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? En effet, le premier pas ici à franchir est d'améliorer (upgrade) tous les routeurs MAN ou WAN ou du Coeur de réseau en routeurs supportant la technologie MPLS. Puis, configurer tout d'abord votre réseau comme un réseau purement IP ; et vérifier qu'il fonctionne bien (stabilité, performances MAN ou WAN). Après s'être rassuré que le réseau purement IP ainsi établit fonctionne correctement ; faire un choix de routage type EIGRP supportant le MPLS. C'est - à - dire faire un choix de routage OSPF, ISIS ou tout autre protocole de routage favorable à prendre en compte MPLS et en même temps permettre le bon fonctionnement de BGP dans les MAN ou WAN.

? Le deuxième pas consiste à construire une couche MPLS ou réseau MPLS parallèle au réseau IP précédemment établit : En fait, lorsque le premier pas a été bien fait, il faut maintenant activer les découvertes réseaux MPLS et construire les LSPs pour atteindre toutes les destinations (sites clients). Si votre intention est créer un réseau complètement maillé, vous aurez besoin de construire des LSPs sur chaque ingress LER (ingress Label Edge Router) vers tous les routeurs du réseau interne MPLS. Ainsi, le choix de votre protocole de distribution de labels ou d'étiquettes dépendra essentiellement de vos besoins, des applications qui seront utilisées et de toutes les exigences imposées à votre réseau.

Pour ceux qui ne souhaitent pas anticiper sur un besoin futur de l'utilisation du reroutage rapide, et qui désirent simplifier au maximum l'administration du réseau et la fourniture des services, nous vous recommandons vivement d'utiliser le protocole LDP pour la gestion des étiquettes. Mais néanmoins, si vous voulez utiliser le reroutage rapide il serait préférable de penser à RSVP-MPLS pour la gestion des labels également. Généralement, si vous avez affaire aux applications «temps réels» ou autres exigeantes en une «qualité de service» particulière ; il faut utiliser RSVP-MPLS tant pour le labelling que pour l'ingénierie de trafic.

En ce qui concerne les services de couche deux comme le relai de trames et l'ATM, qui sont des services à qualités de services intégrées, il faut utiliser RSVP pour implémenter le DiffServ et supporter toutes les exigences imposées par le transport de la vidéo, de la voix et d'autres applications temps réels.

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2. Configurer les paramètres QoS-MPLS (CoS) et passer ensuite à la configuration du VPN-MPLS:

Après avoir configuré tous les paramètres QoS ; on peut passer au VPN. Mais, pour s'attaquer au MPLS-VPN, il faut s'appesantir sur l'étude au détail prêt, des différents composants de son futur VPN (qui peut être suivant les cas très complexe). Ainsi, en fonction de son entreprise ou de ses clients, selon que l'on soit un opérateur réseau ou non, on peut par exemple classifier le trafic et par ricochet les VPNs suivant :

> Les directions, départements, unités d'affaires ou toutes autres fonctions : ici il faut tenir compte des exigences liées aux différentes fonctions (qui a accès à quoi ? qui peut faire quoi ? ...) ;

> Les exigences en termes de services : il permet de ressortir l'aspect des multiples services qui peuvent être implémentés dans votre réseau ; il permet de mettre sur pied des VPLS très efficaces ;

> Les exigences en termes de besoins QoS ou CoS : car certains services ont besoins des exigences particulières en terme de bande passant, de gigue, et autres ;

> Les exigences en termes de sécurités : étant donné que les seuls endroits où les données entrent dans le réseau MPLS coeur sont les ingress LER, toute l'attention sécuritaire est prioritairement orientée vers ceux-ci. Ceci en fait d'ailleurs tout le charme, toute la force et conjointement toute la faiblesse du MPLS.

> Les exigences en termes de performance : ici un accent sera porté sur les performances de transport dans le réseau ;

> Les exigences en termes de services spéciaux : Quand on parle de services spéciaux, on pense par exemple à la création d'un VPN spécial pour le trafic de la voix ; un autre pour la vidéo-conférence ; un autre pour les services streaming ; un autre pour les applications de commande à distance ; un autre pour les applications bancaires ...

> Les exigences imposées par le futur: nous pensons par exemple à la création des VPNs qui pourront être utilisés par le futur et un VPN spécial de management qui serait membre de tous les VPNs.

3.

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En commençant par les sites purement IP, placez l'un après l'autre les différents réseaux ou entités ou services dans leurs VPNs respectifs : ici, vous devez attribuer chaque réseau, chaque service, chaque éléments du réseau au VPN qui lui est associé.

4. Si l'on veut implémenter les techniques d'ingénierie de trafic comme le reroutage rapide, il faut le faire ici en respectant les critères imposés par les contraintes VPN précédemment définies.

5. Enfin, il faut faire une gestion de trafic basé sur les utilisateurs, les applications et les heures de pointe. Modifier alors les paramètres d'ingénierie de trafic si besoin s'impose, pour rendre efficace le réseau ainsi constitué.

Ainsi, si ces étapes sont biens suivies ; tout est fait pour réussir son déploiement MPLS au sein d'un MAN ou d'un WAN ou de tout hyper-réseau MPLS.

3.4.2-) Les étapes à suivre dans le cas d'un nouveau réseau MPLS

Si l'on doit déployer un réseau MPLS à partir du tout début ; c'est à dire sans s'appuyer sur aucun existant, l'étape différente par rapport au cas où l'on doit faire une migration est : l'étape 1.

En effet, ici la première étape est de bien étudier le projet et de proposer une architecture physique qui respecte les critères comme le trafic maximal et minimal au coeur du réseau ; les services à implémenter ; l'étendue ; ... et surtout les paramètres futuristes (planifier en prévoyant l'évolution et l'avenir) : en bref respecter les critères que nous avons proposé au paragraphe 4.2.2.1.

Il sera important de faire le choix d'une architecture MPLS qui assure tant sur le plan trafic, le plan qualité que sur le plan sécurité. Cela revient à faire des choix portés sur les équipements supportant le MPLS et sur des topologies sécurisées.

En dehors de la première étape du 5MPLS-Migrating, les autres étapes restent indemnes pour mettre sur pied un nouveau réseau MPLS.

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