Giga-Routeurs

8/3/2019 Giga-Routeurs

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LLESES GGIGAIGA RROUTEURSOUTEURS

DESS Rseaux 2000/2001Universit Claude Bernard Lyon 1

Baptiste Mercier


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Emmanuel Weiss

Franck Perraud

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Les Giga routeursDESS Rseaux 2000/2001


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SSOMMAIREOMMAIRE

1 POURQUOI DES GIGA-ROUTEURS ?..............................................................................................................4

2 ASPECTS TECHNIQUES.....................................................................................................................................5

2.1 GNRALITS........................................................................................................................................................52.2 RAPPELS...............................................................................................................................................................5

2.2.1 Rappel IP :................................................................................................................................................52.2.2 Rappel ATM :............................................................................................................................................5

2.3 IP SWITCHING.......................................................................................................................................................62.3.1 Composants ncessaires lIP Switching.................................................................................................6

2.3.2 Reprsentation des composants pour lIP Switching................................................................................82.3.3 Inconvnients de lIP Switching................................................................................................................8

2.4 TAG SWITCHING....................................................................................................................................................82.4.1 Avantages..................................................................................................................................................8

2.4.2 Inconvnients.............................................................................................................................................82.5 CELL TUNNELING..................................................................................................................................................9

2.5.1 Sparer le contrle IP de la transmission de cellule................................................................................92.5.2 transmission des cellules...........................................................................................................................9

2.5.3 Prsentation du routage en Cell Tunneling..............................................................................................92.6 COMPARAISONENTRE IP SWITCHINGET CELL TUNNELING........................................................................................11

2.6.2 Comparaison entre un routeur classique et un routeur Cell Tunneling.................................................112.7 MPLS : MULTIPROTOCOL LABEL SWITCHING........................................................................................................12

2.7.1 M comme multi-protocole.......................................................................................................................12

2.7.2 Un peu de vocabulaire............................................................................................................................142.7.3 Les Labels................................................................................................................................................15

2.7.4 Gestion du TTL........................................................................................................................................16

2.7.5 Exemple...................................................................................................................................................16

3 LES GIGA-ROUTEURS ET LOPTIQUE........................................................................................................22

3.1 DESRSEAUXOPTIQUES........................................................................................................................................223.2 LESTECHNOLOGIESLIESAUMONDEDUROUTAGEOPTIQUE........................................................................................22

3.2.1 Sonet (Synchronous Optical NETwork)..................................................................................................223.2.2 SDH (Synchronous Digital Hierarchy)...................................................................................................22

3.2.3 DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) ..............................................................................233.2.4 MPIS (MultiProtocol Layer Switching)..................................................................................................24

3.3 LE NETOPTIQUE : VERSUNESIMPLIFICATIONDUMODLEENCOUCHES.........................................................................243.4 DENOUVELLESFONCTIONNALITSLOGICIELLESPOURLESGIGA-ROUTEURS....................................................................263.5 LAVENIR: LETOUTOPTIQUE.................................................................................................................................26

4 LOFFRE COMMERCIALE .............................................................................................................................28

4.1 MARCHDESGIGA-ROUTEURS................................................................................................................................304.2 EXEMPLEDUNGIGA-ROUTEURHAUTDEGAMME : LE M160 DE JUNIPER.....................................................................30

5 BIBLIOGRAPHIE................................................................................................................................................31

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11 PPOURQUOIOURQUOIDESDESGIGAGIGA--ROUTEURSROUTEURS ??

Demain, les rseaux IP vhiculeront tous les trafics voix, donnes et multimdias, dont le

volume va dcupler dans les annes venir.Or, la cheville ouvrire des rseaux IP est le routeur. D'o la ncessit de disposer de machinesde plus en plus puissantes, de l'ordre de plusieurs gigabits par seconde.

Depuis quelques temps, la tendance est de superposer dans une mme boite un commutateur etun routeur. En effet, certaines applications sont mieux prises en compte par un routage (ex.Base de donnes Web distribue au niveau mondial) alors que dautres demandent unecommutation (ex. transfert de gros fichiers).Ces constatations ont incit beaucoup dindustriels optimiser lacheminement des paquets en

proposant des solutions mixtes. Les routeurs/commutateurs ont des architectures doubles : unepartie routage, une partie commutateur.

Dans cette catgorie, on trouve les IP-Switch, les Tag-Switch, les routeurs dits CellTunneling, que nous distinguerons dans la premire partie des aspects techniques.La normalisation de lIETF a donn naissance, nous le verrons, au protocole MPLS(MultiProtocol Label Switching) qui sera tudi plus spcifiquement dans la deuxime partiedes aspects techniques de ce document.

Puis nous nous intresserons au futur des giga-routeurs : le tout optique, avant de prsenterloffre des constructeurs sur ce march des curs de rseaux.

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22 AASPECTSSPECTS TTECHNIQUESECHNIQUES

2.12.1 GGNRALITSNRALITS

Pendant de longues annes, les routeurs ont t considrs comme des machines lentes etcomplexes grer. En effet, dune part, la fonction de routage demande ladresse complte dudestinataire et la connaissance des tous les destinataires pouvant passer par le nud ; dautre

part, la table de routage doit tre partage entre toute les demandes qui sont effectues par lespaquets en mmoire. Il y a un partage de laccs la ressource table de routage.

Les routeurs gigabits apportent des lments de solution aux problme poss par la vitesse etlaccs la table de routage.

Le premier problme est celui de la table de routage : comme pour les tables de commutation, il

faut essayer de les maintenir des tailles infrieures 4000 entres. A cet effet, il est possiblede hirarchiser les adresses comme sur le protocole IPv6, qui possde une hirarchie 8niveaux.

La table de routage est ensuite distribue entre toutes les files dentre, ce qui permet deparallliser les accs. Il faut, pour que cela soit efficace, que la distribution ne seffectue pastrop souvent et donc que le routage soit relativement fixe.

Ensuite, le cur du routeur fait appel des techniques aujourdhui matrises par ledveloppement des commutateurs. Une solution consiste utiliser en interne un commutateur,les paquets sont dcoups en cellules (petit paquet de longueur fixe) lentre du commutateur,aprs que le port de sortie ait t choisi. Les cellules sont commutes dans le cur puisrassembles dans la file de sortie.

2.22.2 RRAPPELSAPPELS

2.2.12.2.1 RRAPPELAPPEL IPIP :: Routage de paquet Intervention au niveau 3

Flexibilit, implmentation simple, dveloppement ouvert Supports htrognes Contrle de flux dynamique avec peu de latence Pas de connexion tablir Limit en terme de performance

2.2.22.2.2 RRAPPELAPPEL ATMATM :: Commutation de cellules Intervention au niveau 2, simple

Orient connections : difficults dimplmentation, ouverture sur le rseaurduite

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QoS, mdia continu Multicast efficace

2.32.3 IP SIP SWITCHINGWITCHING

Cette mthode a t propose par Ipsilon Inc et Toshiba.Elle est utilise dans les giga-routeurs avec switch ATM

Son fonctionnement est en plusieurs tapes :

Distinction entre 2 types de trafics : burst ou non-burst (rafale ou non)

Etablissement dun circuit virtuel pour du trafic burst, nomm un flux

Une fois le flux identifi, le commutateur IP instruit les commutateurs adjacentspour attacher, dj au niveau 2, les donnes du flux identifi

Le trafic entre dans le commutateur ATM lintrieur du routeur

Le routage est fait haute vitesse avec laide du hardware sur une commutationde niveau 2 par une mise en cache de la dcision de routage

2.3.12.3.1 CCOMPOSANTSOMPOSANTS

NCESSAIRESNCESSAIRES

LL

IP SIP SWITCHINGWITCHING

2.3.1.12.3.1.1 GSMPGSMP : G: GENERALENERAL SSWITCHWITCH MMANAGEMENTANAGEMENT PPROTOCOLROTOCOL

Pour le contrle du switch au niveau hardware

Simple matre-esclave, protocole commande-rponse

Permet lIP switch davoir le contrle complet sur le switch ATM

Le matre (controlleur de switch IP) envoie des commandes et reoit des

rponses

2.3.1.22.3.1.2 IFMPIFMP : IP F: IP FLOWLOW MMANAGEMENTANAGEMENT PPROTOCOLROTOCOL

Les messages IFMP contiennent les informations pour ltablissement de laconnexion, lidentification du flux, la dure de vie du circuit virtuel gnr.

Un FC (Flow Classifier : classificateur de flux) tourne sur le CPU et prends lesdcision sur le type de trafic. Le FC gre galement le trafic partir des adresses

source et destination.

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Une fois le choix du type de flux effectu, un message IFMP est envoy auswitch source et destination afin dtablir une connection.

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2.3.22.3.2 RREPRSENTATIONEPRSENTATIONDESDESCOMPOSANTSCOMPOSANTSPOURPOURLLIP SIP SWITCHINGWITCHING

2.3.32.3.3 IINCONVNIENTSNCONVNIENTSDEDELLIP SIP SWITCHINGWITCHING

Faut-il ouvrir un flux pour des petites demandes de donnes ? Beaucoup de travail est ncessaire pour identifier le type de trafic Offre de la scalabilit seulement sur rseau ATM, ncessit dun tout-ATM

2.42.4 TTAGAG SSWITCHINGWITCHING

Mthode propose par Cisco Co. Cest en fait une volution et un concurrent de lIP Switching.

2.4.12.4.1 AAVANTAGESVANTAGES

Peut tre implment sur des rseaux non-ATM

Dmontre plus de performance en terme de scalabilit (ouverture rseau,capacit de dveloppement, possibilit dhtrognit) que lIP Switching. Unrouteur en IP Switching assume que ses voisins sont galement des switchesATM. Par contre, un routeur en Tag Switching peut lui, tre implmenterindpendamment de lenvironnement rseau ATM

Bas sur la construction dune structure de donne arbre-circuitunidirectionnelle correspondant tous les chemins possible que le paquet estsusceptible de prendre

Les Tags peuvent tre directement mapps dans lentte dATM

2.4.22.4.2 IINCONVNIENTSNCONVNIENTS

Plusieurs chemins vers la mme destination ne sont pas possibles

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Totalement inefficace pour les routeurs de point dchange entre les backbones,o la demande en bande passante est trs importante

2.52.5 CCELLELL TTUNNELINGUNNELING

Lide : transmettre les paquets bien qutant en dcision de routage.Cette mthode est base sur la proprit de diffusion dun bus ATM.

2.5.12.5.1 SSPARERPARERLELECONTRLECONTRLE IPIP DEDELALATRANSMISSIONTRANSMISSIONDEDECELLULECELLULE

De la premire cellule du paquet IP, IHL (IP Header Length) est utilis pour

extraire les adresses source et destination Seul quelques parties de lentte IP (notamment adresses source/destination)

sont dlivres au processeur pour dcision de routage

Ceci peut tre fait en mme temps que la transmission des autres cellules dupaquet IP

2.5.22.5.2 TRANSMISSIONTRANSMISSIONDESDESCELLULESCELLULES

Transmission des cellules tous les ports de sortie du bus ATM par diffusion,avant mme que la dcision de routage soit prise. Ceci est rendu possible par la

proprit inhrente de diffusion sur un bus ATM

Un buffer chaque carte dinterface (agent) du bus ATM est utilis pour stockerles cellules non encore routes

Le processeur active lagent correspondant la dcision de routage

Les mmes cellules conserves par les autres agents sont effaces par un viderbuffer

2.5.32.5.3 PPRSENTATIONRSENTATIONDUDUROUTAGEROUTAGEENEN CCELLELL TTUNNELINGUNNELING

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Le Cell Tunneling est complmentaire de lIP switching, qui lui ne peut tre appliquseulement quau trafic de type flux, et non pas tous les paquets IP.

Le Cell Tunneling correspond bien aux besoins du trafic des serveurs de donnes (serveurs defichier), puisque la plupart du trafic de donne nest pas persistant dans le temps.

La difficult rside dans lintelligence dont doit tre pourvu le bus ATM pour : Extraire lentte IP et les adresses source/destination du paquet Contrler les adresses source/destination sans r-assembler tout le paquet IP

2.62.6 CCOMPARAISONOMPARAISONENTREENTRE IP SIP SWITCHINGWITCHINGETET CCELLELL TTUNNELINGUNNELING

2.6.1.12.6.1.1 IP SIP SWITCHINGWITCHING

IP sur ATM Possible sur tous les environnement ATM Applicable seulement sur du trafic de type flux

2.6.1.22.6.1.2 CCELLELL TTUNNELINGUNNELING

IP sur ATM Possible sur tous les environnements ATM Applicable sur tout trafic IP Complmentaire de la commutation IP

2.6.22.6.2 CCOMPARAISONOMPARAISONENTREENTREUNUNROUTEURROUTEURCLASSIQUECLASSIQUEETETUNUNROUTEURROUTEUR CCELLELL TTUNNELINGUNNELING

2.6.2.12.6.2.1 RROUTEUROUTEURCLASSIQUECLASSIQUE

Le routage seffectue par paquet

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Tout le paquet doit tre rassembl pour transmettre

2.6.2.22.6.2.2 RROUTEUROUTEUR CCELLELL TTUNNELINGUNNELING

Le routage seffectue par paquet La dcision de routage est prise aprs la transmission des donnes sur les portsde sortie Le paquet IP na pas besoin dtre r-assembl Seule lentte du paquet IP ncessite dtre reconstruite dans le paquet

2.72.7 MPLSMPLS : M: MULTIULTIPPROTOCOLROTOCOL LLABELABEL SSWITCHINGWITCHING

MPLS est une nouvelle technologie permettant un compromis entre le tout IP et le tout ATM.

MPLS ralise la commutation de labels et propose une solution normalise par lIETF pourassurer linteroprabilit des quipements des diffrents constructeurs.

Cette technologie est parfaitement adapte aux routeurs-commutateurs :

Routage : les tables de routage sont gnres partir des algorithmes classiquesdu monde IP : OSPF, BGP, PIMLe traitement des paquets IP nest pluseffectu ce niveau.

Commutation : chaque routeurs MPLS possde en plus de sa table de routageune table de commutation qui permet un aiguillage des paquets de type ATM.Cette table est gnre partir des tables de routages des routeurs MPLS durseau et des rsultats des demandes de ressources transmis par des protocolesde rservation de ressources comme RSVP (Ressource reSerVation Protocol).Le traitement ncessaire la recherche du chemin ne se fait quune seule fois : lentre du rseau.

2.7.12.7.1 MM COMMECOMMEMULTIMULTI--PROTOCOLEPROTOCOLE

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Le niveau Liaison peut tre du Frame Relay, de lEthernet, de lATM, du PPPLe principe est simple. Il faut attribuer chaque paquet entrant dans le domaine MPLS un labelcontenant les 2 informations suivantes :

Le chemin commut que doit emprunter le paquet dans le rseau

Le traitement que doit subir le paquet dans les routeurs.

2.7.1.12.7.1.1 PPRINCIPERINCIPEDDUNUNCOMMUTATEURCOMMUTATEUR--ROUTEURROUTEUR MPLSMPLS

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MPLSest fond sur lattribution dtiquettes (labels)

qui dfinissent des circuits virtuels

2.7.22.7.2 UUNNPEUPEUDEDEVOCABULAIREVOCABULAIRE

FEC (Forwarding Equivalent Class) : classe dun rseau MPLS destin rassembler destrafics ayant comme destination le mme sous-rseau et possdant les mme exigences QoS.

LSR : Label Switching Router

Ingress LSR : un LSR est un ingress pour une FEC si il annonce pour cette FEC une route verslextrieur du domaine MPLS.

Egress LSR : un LSR est un egress pour une FEC si le prochain saut pour cette FEC est lextrieur du domaine MPLS

LSP (Label Switching Path) : un chemin dans le domaine MPLS dfini pour une FEC.Sachant quun chemin est :

Un ensemble de ingress LPR Un egress LSR

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Un arbre multipoint point depuis les ingress jusqu legress

2.7.32.7.3 LLESES LLABELSABELS

Un label est un court identifiant significatif entre 2 LSR voisins dans le domaine MPLS pourune FEC et une direction donnes.

On distingue 2 sortes de paquets :

Un paquet arrive un LSR non tiquet :par exemple, son entre sur le rseau.Le paquet IP est associ par le LSR ingress une FEC (suivant sa destination etses exigences QoS), elle-mme associe un chemin commut LSP. Un label luiest associ.

Un paquet arrive dj tiquet : une entre dans la table de commutation du LSRindique vers quelle destination et avec quel nouveau label le paquet doit tretransmis.

Le routage est hirarchique : chaque paquet contient une pile de labels. Les dcisions decommutation sont bases exclusivement sur le sommet de la pile.Dans la table de commutation, chaque entre est associe une opration sur la pile. Les

principales sont : Replace Push and replace Pop

Les labels sont distribus en sappuyant sur des algorithmes de distribution de labelsspcifiques comme LDP (Label Distribution Protocol) autres que ceux prvus par le ForumATM.

Suivant le protocole de niveau 2 utilis, lendroit o le codage MPLS est insr varie :

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Si la trame de niveau 2 utilise pour le transport dun paquet IP contient dansson en-tte un champ tiquette de longueur suffisante (ATM ou Frame Relay),MPLS lutilise en insrant l information suivante :

La pile de labels

Sinon (Ethernet, PPP), linsertion des informations suivantes se fait entre len-tte de niveau 2 et len-tte IP :

La pile de label Un champ TTL Un champ CoS (Class of service) : permet de grer les priorits

2.7.42.7.4 GGESTIONESTIONDUDU TTLTTL

Lobjectif de MPLS est de conserver les fonctions actuelles du TTL avec un mcanismedadaptation pour ATM et Frame Relay pour limiter limpact de boucles de routage et limiter ladistance parcourue.

TTL entrant : paquet tiquet : le TTL entrant est celui du sommet de la pile.Paquet non tiquet : le TTL est celui du paquet IP.

TTL sortant = TTL entrant 1. Si le paquet quitte le domaine MPLS, le TTLsortant est plac dans le TTL IP.

Si le TTL sortant est nul : le paquet est pass la couche rseau pour traitementde lerreur.

2.7.52.7.5 EEXEMPLEXEMPLE

Soit un domaine MPLS avec 6 routeurs LSR.

Les tables de routage stablissent comme suit :

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A partir de ces tables de routage, les FEC avec leurs LSP sont dfinies dans les tables decommutation.

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Pour exemple, prenons le LSP pour la FEC z.

Le paquet entre dans le domaine MPLS par le ingress A.

Il est analys (priorit, besoin en ressources, QoS) et apparent la FEC z.Dans la table de commutation de A, cette FEC une entre.

Le paquet recoit le label B, L5 qui signifie : direction sur B o on prendra leLSP L5.

En B, le paquet est orient sur C o il prendra le LSP L10 (entre dans la tablede commutation de B) et ainsi de suite.

Enfin, larrive sur le routeur egress, le paquet IP est transmis suivant laprocdure de routage classique.

Le paquet peut videmment aussi entrer dans le domaine par lingress F ou arriver du LSR D.

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Examinons maintenant le cas o le chemin entre C et F est indisponible (saturation, coupure).

Par exemple, les paquets venant de C allant vers F doivent transiter par D.Les tables de routage sont mises jour grce aux algorithme traditionnels de routage : OSPF ;BGP

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Puis cest au tour des tables de commutation

Le LSP z est donc modifi en tenant compte de ces nouveaux lments.

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2.7.5.12.7.5.1 AAPPLICATIONPPLICATIONDEDE MPLSMPLS

Gestion de la qualit de service :La FEC est fonction de la QoS : la messagerie sera oriente vers un itinraire moins performantque le trafic vocal qui demande un dbit important.

Tunneling :La structure en pile de labels permet la mise en place de tunnels : un LSP est simplement unesuite de LSR commutant des labels de mme niveau (profondeur sur la pile).On peut donc constituer une hirarchie de LSP.

2.7.5.22.7.5.2 DDIFFICULTSIFFICULTS

Pas de gestion spcifique de la scurit. Si un paquet arrive avec un label, il nya aucun moyen de vrifier quil provient du bon LSR. Donc risque de commuterun paquet non autoris.

Fiabilit

2.7.5.32.7.5.3 CCONCLUSIONONCLUSION

Des principes trs simples mais dont la mise en uvre est plus complexe

Une standardisation presque aboutie

Un contrle trs fort du groupe Cisco avec des enjeux politiques difficiles cerner

Des produits annoncs par les constructeurs (Cisco, New Bridge, Juniper)

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33 LLESESGIGAGIGA--ROUTEURSROUTEURSETETLLOPTIQUEOPTIQUE

3.13.1 DDESESRSEAUXRSEAUXOPTIQUESOPTIQUES

Le net du troisime millnaire sera optique, hauts dbits, et offrira la qualit de service

pour les applications multimdias

Laccroissement du trafic sacclrant, entre autres, avec le Gigabit dans lentreprise, les cursde rseau doivent offrir une bande passante toujours plus large. Lutilisation de loptique est lasolution pour dsengorger le trafic toujours croissant.Bande passante illimite, excellente qualit de transmission, attnuation trs faible du signal,tels sont les normes avantages offerts par la fibre.Aux Etats-Unis et en Europe, des oprateurs mettent en place des rseaux IP optique.Linfrastructure de ces nouveaux rseaux repose sur de nouveaux quipements : les routeurs

gigabit IP.La technologie optique est trs prometteuse : la bande passante thorique dune fibre optiqueest de 15Tbit/s. Aujourdhui, lindustrie nutilise quune toute petite partie de cette bande

passante.

En ce qui concerne les routeurs, l aussi, les choses voluent beaucoup. Aujourdhui lesrouteurs sont relis aux rseaux en fibre optique, mais ils sont obligs de convertir les signauxlumineux quils reoivent en signaux lectriques (O-E-O : Optique Electrique Optique). Ilsagit de routeurs gigabit classiques. Une nouvelle technologie arrive, celle des routeurs toutoptique, ne ncessitant plus de conversion du signal lumineux, ce qui a de nombreux avantages.

3.23.2 LLESESTECHNOLOGIESTECHNOLOGIES LIESLIESAUAUMONDEMONDEDUDUROUTAGEROUTAGEOPTIQUEOPTIQUE

3.2.13.2.1 SSONETONET (S(SYNCHRONOUSYNCHRONOUS OOPTICALPTICAL NETNETWORKWORK))

Standard pour les rseaux synchrones aux Etats-Unis.SONET dfini des taux standards, des formats et des interfaces optiques.Sonet fut dvelopp en 1984 pour permettre aux divers quipements de fabricants decommuniquer sur la mme fibre optique. Cette interface est maintenant utilise pour tout, des

systmes WDM aux systmes connexions numriques croises.Le mode de transfert synchrone signifie que les signaux voyageant dans la fibre ont tsynchroniss avec une horloge externe. L'intrt est que les faisceaux transportant la voix, lesdonnes et les images voyagent de manire rgule, et chaque faisceau peut tre identifi etextrait immdiatement et facilement pour tre achemin ou trait.

3.2.23.2.2 SDH (SSDH (SYNCHRONOUSYNCHRONOUS DDIGITALIGITAL HHIERARCHYIERARCHY))

Standard pour les rseaux synchrones en Europe, trs proche de Sonet.

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Tableau des correspondances des normeset dbits entre SONET et SDH

SDH SONET Dbit

STM-11

OC-32

155 Mb/sSTM-4 OC-12 622 Mb/sSTM-16 OC-48 2.5 Gb/sSTM-64 OC-192 10 Gb/s

STM-128 OC-384 20 Gb/sSTM-256 OC-768 40 Gb/s

3.2.33.2.3 DWDM (DDWDM (DENSEENSE WWAVELENGTHAVELENGTH DDIVISIONIVISION MMULTIPLEXINGULTIPLEXING))

Multiplexage en longueur donde

3

Le multiplexage en longueurs donde est une technologie cl en optique.

Ses avantages sont nombreux :

Rapide et conomique

Les quipements DWDM fonctionnent avec des fibres standard G.652 ou G.655 4

existantes- Evite la pose de nouveaux cbles

1 STM = Synchronous Transfer Mode2 OC = Optical Carrier3 TDM = Time Division Multiplexing4 G.652 est le type de fibre le plus ancien et reprsente 80% des fibres installes. Les fibres G.653 et G.6555 ontt introduites pour optimiser la dispersion chromatique certaines frquences.

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- Augmente la capacit des infrastructures existantes- Diminue le cot du bit/km

Flexible

Les quipements DWDM supportent une grande varit de dbits- PDH5

- STM-1, STM-4, STM-16, STM-64- IP, ATM

Grce au DWDM on fait passer plusieurs trains numriques (une quarantaine aujourdhui etbientt une centaine) sur une mme fibre.

3.2.43.2.4 MPIS (MMPIS (MULTIULTIPPROTOCOLROTOCOL LLAYERAYER SSWITCHINGWITCHING))

Dsignation des rseaux MPLS fonctionnant directement sur le rseau optique. Do laprsence du I (lambda) pour indiquer la longueur donde optique. Grce ce protocole designalisation, il sera possible de crer un chemin optique de bout en bout de manire flexible :

en cas de coupure du chemin optique, les routeurs tabliront un autre chemin de secours.

3.33.3 LLEE NNETETOPTIQUEOPTIQUE :: VERSVERSUNEUNESIMPLIFICATIONSIMPLIFICATION DUDUMODLEMODLEENENCOUCHESCOUCHES

A lheure actuelle, les routeurs Gigabit ou Terabit sinterconnectent directement avec la couchede transmission optique grce des interfaces de ligne POS STM16 (2.5 Gbit/s) ou STM64 (10Gbit/s).La gnration des routeurs Gigabit associe la souplesse du routage traditionnel la puissance

de traitement de plusieurs millions de paquets par seconde.5 Plesiochronous Digital Hierarchy

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Trains SDH Longueur donde

1. La capacit augmente parsimple ajout dune longueurdonde

2. Un seul flux peut contenirdes trains et des dbits

diffrents


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POS (Packet Over SDH) autorise le transport direct des paquets IP dans les trames SDH ouSonet, liminant ainsi la couche ATM. POS empile une couche liaison de donnes PPP et unecouche SDH. Il permet de conserver un plan de routage classique et offre un gain de 20% de

bande passante en vitant lencapsulation AAL-ATM (ATM Adaptation Layer).

Aujourdhui

Demain

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3.43.4 DDEENOUVELLESNOUVELLESFONCTIONNALITSFONCTIONNALITS LOGICIELLESLOGICIELLESPOURPOURLESLESGIGAGIGA--ROUTEURSROUTEURS

Une couche de service optique se dveloppe actuellement au sein du consortium Odsi : Optical

Domain Service Interconnect. Laccs la couche optique par les couches suprieures clientescomme IP ou ATM se fait par linterface Ouni (Optical user network interface). Les routeursGigabit IP peuvent ainsi demander aux routeurs optiques la cration dun chemin optique avecune qualit de service souhait en termes de dbit (STM16 2,5 Gbits/s ou STM64 10Gbits/s), de dlai de transit et aussi de niveau de protection.

Les mcanismes permettant ceci sappellent :

MPLS/RSVP (MultiProtocol Label Switching / Ressource reSerVationProtocol : permet de crer des tunnels de communication avec les diffrents

paramtres de qualit de service, lintrieur desquels les paquets IP seront

commuts grce des labels ou tiquettes qui leur sont affects. Ce mcanismeoptimise les performances de commutation des gigarouteurs.

Diffserv : Mcanisme servant classifier les flux IP suivant leur priorit.

AC (Admission Control) : Mcanisme permettant daccepter ou de rejeter unedemande de qualit de service, suivant la disponibilit des ressources.

WFQ (Weighted Fair Queuing) : Mcanisme permettant de garantir la qualit deservice demande en termes de dbits, de dlai de transit, de taux de perte dun

paquet IP, et de gigue. Il garantit lquit des services demands.

RED (Random Early Detection) : Systme qui contrle le trafic en vitant lasaturation des files dattente multipriorit au niveau du routeur en cas de rafalede paquets. Il procde llimination des paquets de basse priorit en prvisionde la congestion.

A noter limportance qu la qualit de service dans ce type de rseau. De nouveaux servicesapparatront, comme le rseau priv virtuel optique.

3.53.5 LLAVENIRAVENIR :: LELETOUTTOUTOPTIQUEOPTIQUE

Le rseau photonique, pour lequel il ne sera plus ncessaire de convertir le signal optique ensignal lectrique, comme cest le cas aujourdhui, est en cours de ralisation. Lescommutateurs-routeurs optiques aiguilleront directement les pinceaux de lumire grce desmicromiroirs dans le cur du rseau. Ceci offrira de nouveaux gains en performances et la

possibilit de dployer des rseaux maills, donc trs scuriss.

Le rle de ces quipements est de router une longueur donde donne vers la bonne destinationgrce des matrices de commutation entirement optiques.

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Avantages :

Dlai de commutation ultra-rapide en vitant la conversion optique-lectrique-optique

Indpendance vis vis du format et du dbit transport.

Ces matrices utilisent des micromiroirs. Cest la technologie Mems6 qui permet de router unecouleur (un lambda) provenant dune fibre optique donne en rception vers une autre fibreoptique de sortie. Lucent Technologies est le premier adopter cette technologie desmicromiroirs.

Micro-miroirs au microscope lectronique

Source : Bell Laboratories

La matrise de la construction dune matrice de commutation purement optique est difficile. Lesconstructeurs doivent miniaturiser encore davantage les puces optiques. La taille actuelle de lamatrice est limite 256x256 portes, comparer aux matrices optolectroniques de type SDHde 1000x1000 portes, ou encore aux matrices classiques pouvant atteindre plus de 5000x5000

portes. Le broadcast, ou diffusion dune longueur donde, est encore mal matris Latechnologie est encore jeune.

6 MEMS : Micro ElectroMechanical Systems

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44 LLOFFREOFFRECOMMERCIALECOMMERCIALE

Nous avons vu les possibilits de routage et de commutation des giga-routeurs, les derniers

modles intgrant dsormais la commutation de niveau 4. Cela leur permet daiguiller lespaquets en fonction de ladresse IP et des numros de ports se trouvant dans lentte TCP ouUDP. A chaque numro de port correspond en fait une application, et cela revient donc tablirune commutation en fonction des applications.

Les applications les plus connues sont HTTP (port 80), FTP (port 20 pour les

donnes et 21 pour le contrle), SMTP (port 25) La commutation de niveau 4permet donc de diriger les paquets en fonction des numros de port TCP/UDP.

Cette fonction apporte une grande souplesse dans la gestion des flux. Lesadministrateurs affectent des priorits hautes aux flux critiques dERP (de SAP,

Baan et Peoplesoft) et dapplications client-serveur propritaires Les flux

Internet (HTTP, SMTP, FTP) peuvent, dans une entreprise, disposer de prioritbasses. Les paquets entrant dans les commutateurs sont ensuite placs dans des

files dattente plus ou moins prioritaires.

Cette caractristique a t lance voici quelques annes par des start-up. Aprs avoir hsit,tous les acteurs majeurs du march sy sont mis.

Le tableau ci-dessous, loin dtre exhaustif, prsente de manire synthtique les diffrentescaractristiques des matriels de grands constructeurs :

Constructeur Cisco Alcatel FoundryNetworks

NortelNetworks

Produit Catalyst 6000 Power Rail 5200 Big Iron 4000 Accelar 86000

Caractristiques gnrales

Nb de paquet commutau niveau 3 parseconde

30 millions 37 millions 48 millions 96 millions

Bande passante du busde fond de panier

32 Gbit/s 52 Gbit/s 128 Gbit/s Jusqu 256Gbit/s

Nb demplacementsdisponibles pour les

cartes dinterface

6 ou 9 (auchoix)

14 4 10

Nb de ports maximal(10/100Base TX,100BaseFX, Gigabit)

384,192,130 240,240,72 88,72,64 384,192,128

Autre modules decommunicationdisponibles

Nc IP sur SONet/SDH

OC-48c et OC-192c

IP/SDH OC3,OC-12c et OC-48c, ATM, OC-

3c

ATM OC-3c etOC-12c,IP/Sonet

Routage

Protocoles routs IP et IPX IP et IPX IP, IPX,Appletalk

IP et IPX

Protocoles de routagepour IP RIP V1 et 2,OSPF, BGP4 RIP V1 et 2,OSPF, BGP4 RIP V1 et 2,OSPF, BGP4 RIP V1 et 2,OSPF

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Gestion des multicast IP IGPM,DVMRP et

PIM

IGPM,DVMRP et

PIM, GMRP etMOSPF

PIM, DVMRP,IGMP enhardware

DMRP, IGMP

Qualit de service

Protocoles disponibles DiffServ,802.1p

IPPrecedence,champ TOS,

802.1p etRSVP

Champ TOS,WFQ, SP,802.1p, IP

Precedence,DiffServ

DiffServ,802.1p,AccelarExpress

Classification(AXC)

Nb de files dattente parport

4 4 4 queueshardware

8 filesdattentes

8

Administration

Nom des produits Extremeware Track View Iron View

Network,Management

Optivity

Type dinterface pourladministration

Web, Ligne decommandeCLI, Telnet




Support des VLAN(rseaux virtuels)

802.1Q, parport, par

Subnet, partadresses Mac


Subnet, partadresses Mac


Subnet, paradresses Macstatiques, le

tout endynamique

pour IP, IPX etAppletalk


Subnet, paradresses Mac

statiques

Tableau : Informatiques Magazine 28 avril 2000.

Les prix dpendent bien sr de la configuration choisie. Ils schelonnent de 200 000 francs enconfiguration minimale plus de 1 millions de francs.

Les critres de choix devant tre pris en compte dans lacquisition de ce type de matriel sontau nombre de trois principalement :

Les capacits dvolution : le nombre demplacements disponibles, les types de port Ethernet accepts (10/100/1000 Mbit/s ainsi que les modules Wanoptionnels sont primordiaux pour garantir linvestissement.

La qualit de service et les protocoles routs : loptimisation du trafic passe parla qualit de service. Les mcanismes daffectation de priorits et de gestion desfiles dattente prennent ici toute leur importance.

La scurit et la disponibilit: les chssis tant placs au cur du rseau, ladisponibilit de ces quipements est cruciale. Et la redondance des lments

vitaux (matrice de commutation, module dadministration, carte dinterface)doit donc tre examine soigneusement.

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4.14.1 MMARCHARCHDESDESGIGAGIGA--ROUTEURSROUTEURS

Le march des giga-routeurs reprsente un march norme, estim environ 12 milliards dedollars pour 2003.Dans ce domaine, deux constructeurs se partagent le march : Cisco Systems (74%) et Juniper

Networks (23.6%).Les autres constructeurs, tels Alcatel, Avici, Lucent Technologies ou Nortel Networks se

partagent les miettes restantes, soit 2.5% du march.

Pour info, de belles perspectives

4.24.2 EEXEMPLEXEMPLEDDUNUNGIGAGIGA--ROUTEURROUTEURHAUTHAUTDEDEGAMMEGAMME :: LELE M160M160 DEDE JJUNIPERUNIPER

Dans la course aux hauts dbits que se livrent les constructeurs derouteurs, Juniper Networks a pris une lgre avance. La jeuneentreprise amricaine lance le M160, son nouveau routeur pourcurs de rseaux d'oprateurs, capable de supporter jusqu' huit

interfaces 10 Gbit/s (OC-192c/STM-64) par chssis.L'quipement dispose d'une capacit de traitement de 160 millionsde paquets par seconde et d'une bande passante totale de 160 Gbit/s.De telles caractristiques devraient lui permettre d'encaisser, parexemple, le trafic gnr par cent mille utilisateurs Internetconnects par ADSL sur chaque interface 10 Gbit/s.

Le gigarouteur M160 n'est destin qu'aux oprateurs. Dans uneconfiguration moyenne, son prix dpasse les 2 MF.

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55 BBIBLIOGRAPHIEIBLIOGRAPHIE

01 Informatique (n 1608 du 3 novembre 2000) 01 Rseaux (n 91 du mois de novembre 2000)

Informatiques Magazine (n104 du 28 avril 2000)

http://perso.club-internet.fr/rose2seb/reseaux1.html

www.urec.cnrs.fr : les rseaux optiques

www.01-net.com

www.cisco.com


Documents

Giga-Routeurs