Les réseaux IP/MPLS

Pourquoi MPLS ?

Dans cette partie, je vais vous présenter les motivations qui ont conduit au développement de l'architecture MultiProtocol Label Switching. Nous verrons tout d'abord les lacunes des réseaux IP actuels pour ensuite rebondir sur les avantages qu'apporte la technologie MPLS aux réseaux IP.

Les réseaux IP actuels

Le protocole IP est un protocole de niveau 3 fonctionnant en mode non connecté. Ce qui signifie que la décision de routage d'un paquet est localement par chaque noeud. On appelle cela le routage "hop by hop". De ce fait, l'émetteur d'un paquet ne peut pas prévoir le chemin qui sera emprunté par ce dernier. Il est donc impossible d'avoir la certitude qu'un paquet arrivera à destination. Enfin, lors du routage, le choix du prochain saut est fait en fonction d'un des deux critères suivants :

Cependant, dans leurs réseaux, les opérateurs ont besoin de plus de "certitude" quant au routage du trafic :

La technologie MPLS va permettre au réseau IP de pouvoir mettre en oeuvre tous les besoins explicités ci-dessus.

Enfin, dans les réseaux IP, les tables de routage sont de plus en plus grande, et donc longue à parcourir. De ce fait la décision de routage faites par chaque routeur est "lente" car il faut parcourir toute ou partie de la table.
Le MPLS offre une meilleur rapidité de commutation des paquets, en effet la décision de routage se fait en analysant un label inserée par le protocole MPLS entre les couches 2 et 3. Ainsi chaque routeur possède une table associant un port/label d'entrée à un port/label de sortie. Cette table est rapide à parcourir, ce qui a pour but d'accroître la rapidité de routage par rapport à un réseau IP.

Avant de rentrer dans le détail du fonctionnement de l'architecture MPLS, je vais d'abord vous présenter briévement les principes du Traffic Engineering et de la QoS.

Traffic Engineering

Dans un réseau, le Traffic Engineering (ou TE) permet d'optimiser l'utilisation des ressources d'un réseau afin d'éviter la congestion. C'est la prise en compte de la bande passante disponible sur un lien lors des décisions de routage qui rende possible cette optimisation.
Nous avons vu plus haut que des protocoles de routage comme OSPF ou RIP n'était pas capable de déterminer le prochain saut en fonction du débit actuelle circulant sur les liens. Ainsi pour mettre en place du Traffic Engineering dans un réseau, l'opérateur doit utiliser un protocole de routage particulier qui doit implémenter l'algorithme CSPF : Constraint Shortest Path First. C'est cette algorithme qui permet le choix d'une route en fonction de paramètres comme par exemple le débit disponible sur un lien.
Des évolutions des protocoles de routages existant comme OSPF-TE ou ISIS-TE ont été développé afin d'implémenter l'algorithme CSPF.

QoS

Tout comme le Traffic Engineering, la qualité de service est un élément crucial pour un réseau d'opérateur. En effet il doit pouvoir garantir à ses clients un transport de leurs flux en garantissant différentes contraintes, comme par exemple :

Dans un réseau MPLS, le respect de ces contraintes lors des décisions de routage est fait grâce à la présence d'un protocole de routage implémentant l'algorithme CSPF (ISIS-TE ou OSPF-TE par exemple). Enfin, la réservation de bande passante éventuelle qui doit être faites sur les routeurs est très souvent faites grâce au protocole RSVP-TE, dont nous parlerons plus en détail dans une autre section de ce site Web.