DESS Réseaux Les nouvelles architectures des réseaux métropolitains 1.

DESS Réseaux Les nouvelles architectures des réseaux métropolitains

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Les nouvelles architectures des réseaux métropolitains


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Introduction Les MANs : évolution rapide Besoins accrus en bande passante Apparition de nouveaux services

métropolitains : stockage, Ethernet, … Deux directions de développement :

Ethernet associé à de nouvelles technologies orientées paquet

Solutions multitechnologiques : DWDM/WDM, SDH/SONET, ATM et MPLS


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Les technologies abordées

Le multiplexage en longueur d’onde : DWDM/WDM

L’étiquetage de flux : MPLS et surtout le GMPLS L’anneau optimisé pour le mode paquet : RPR L’Ethernet métropolitain

Le multiservice


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Le multiplexage en longueur d’onde (WDM) A permis l’essor d’Internet en réduisant le coût par

bit donc en augmentant la capacité de transmission des réseaux longues distances

Principes du DWDM Envoi d'ondes lumineuses multiples dans une même fibre

optique par modulation (intensité…) Séparation des fréquences pour extraire l'information transmise

par chaque voie Possibilité de mélange de porteuse sur un seul support (pas de

brouillage entres fréquences)


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Le multiplexage en longueur d’onde (WDM) Utilisation de modulateurs/démodulateurs

Servent à la conversion et reconversion des signaux optiques en données numériques

Utilisation des lasers à semi-conducteurs

Utilisation de multiplexeurs/démultiplexeurs Servent au groupement et à la séparation des ondes

lumineuses de fréquences différentes Intercalage des fréquences (JDS à Ottawa)


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Le multiplexage en longueur d’onde (WDM) Commutation/routage DWDM

Routage sélectif des signaux optiques en fonction de leur longueur d'onde lors de leur cheminement dans les éléments de réseaux situés entre l'émetteur et le récepteur

Détermine la raie spectrale du signal optique Si émission de signaux multiples à partir d’un seul nœud,

chaque sélection de signal peut être destiné à un récepteur distinct (1 par signal)

Possibilité de réutiliser les longueurs d’ondes


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Le multiplexage en longueur d’onde Application du DWDM

Actuellement employée dans les réseaux dorsaux Pour résoudre le goulet d’étranglement entre trafic de données

et augmentation de l’accès rapide à Internet (DSL, SAN, UMTS) Besoin de hautes connectivité et modularité Compatibilité: ouvert à tous types de signaux Supporte n’importe quel type d’architecture par l’utilisation de

commutateurs, brasseurs optiques Mécanismes de protection au niveau optique d’une longueur

d’onde donnée (OSNCP)


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MPLS/GMPLS

MPLS (MultiProtocol Label Switching) Protocole de routage de paquets

GMPLS (Generalized MultiProtocol Label Switching) Principe :

Différence avec MPLS : supporte les réseaux optiques Capacité de routage de transmissions optiques Définition d’un plan de gestion commun aux différentes

techniques de transport Utilisation d’un protocole de gestion de liens : plan de

commande séparé du plan de transfert


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GMPLS

Routage et adressage Utilisation d’un routage distribué à état de liens tel que

OSPF, mais adapté aux réseaux optiques Signalisation

Utilisation de CR-LDP ou RSVP pour définir le processus d’établissement, de gestion ou de suppression des circuits

La validation des labels GMPLS est optimisé par rapport à MPLS

Gain de temps important en cas de système physique ayant une latence importante


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GMPLS

Circuits bi-directionnels GMPLS généralise la signalisation aux connexions

bidirectionnelles Le but : établir deux circuits partageant les mêmes attributs

(bande passante, niveau de protection, délai)

Avantages Réduction des problèmes de compétition sur les ressources

à l’établissement d‘un circuit Temps d’établissement de circuit minimum (aller-retour)


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GMPLS

Sécurisation des circuits Sécurisation GMPLS :

L’identification des ressources de sécurisation se fait par l’attribut (circuit primaire/protection) attaché à un circuit

La localisation de la panne et sa notification relève du protocole de gestion de liens (LMP)

Sécurisation du canal de commande La sécurisation du réseau de commande s’effectue à l’aide

du re-routage IP Contrepartie : routage moins performant lors de la

convergence des bases d’état des liens


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GMPLS

Link Management Protocol Les 4 fonctions de base de LMP

Gestion du canal de commande Corrélation des propriétés des liens de transfert Vérification de connectivité Localisation des fautes


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Resilient Packet Ring (RPR)

Principes Anneaux optiques (technologie à grande échelle) Résistant aux pannes pour obtenir un transfert efficace du

trafic de paquets Réseaux optimisés pour les données, la voix et la vidéo 2 anneaux ayant des sens de circulation opposés Les nombreux nœuds partagent et négocient la bande

passante entre eux (contrôle d’équité FCA) Pas de nécessité de circuits réservés


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Resilient Packet Ring

Protocole MAC définissant: L’utilisation de bande passante La réaction face à la congestion et collisions La régulation des accès (priorité aux paquets)

Protocole supportant 3 classes de services: A (débit moyen garanti): voix, vidéo B (moins besoin de latence): données d’affaires C (best-effort): accès Internet privé


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Améliorations apportées par RPR Rendement de bande passante:

2 anneaux: moins de perte de bande passante Paquets unicast: multiplication de bande passante Multicast: des stations partagent un même paquet

Nouveaux services facilement adaptables par l’utilisation de classes séparées

Administration facilitée (plug and play) sans configuration manuelle pour la découverte de topologie et la protection


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Résistance aux pannes (50 ms): un nœud a 2 chemins vers toutes les destinations

Capacité en taille: 64 stations sur un anneau Facilité d’insertion de nouvelles stations

Les promesses du RPR: Rassembler le TDM et les services de paquets de

données Etre plus efficace que SDH et Ethernet pour la voix, vidéo. Possibilité de multiplier la bande passante


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L’Ethernet métropolitain

Les nouvelles technologies étendent l’Ethernet du LAN au MAN

Avantages : faible coût et facilité d’utilisation L’Ethernet métropolitain repose plutôt sur la

migration vers IP des services


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Caractéristiques de l’Ethernet métropolitains Coté client :

offre de VLAN et de VPN configurés selon des contrats de niveau de services (SLA)

Coté fournisseurs de réseau : simplification Ils n’ont plus à gérer toutes les connexions individuelles

mais seulement les points d’entrée du réseau Les équipements réseau sont partagés par plusieurs clients

L’Ethernet métropolitain favorisent l’externalisation des services


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Le GigaEthernet comme technologie d’accès L’Ethernet « dans le dernier kilomètre » (EFM) : hautes

performances à faible coût Compatible avec les infrastructures LAN : liaisons directes L’ « Ethernet in the First Mile » est en cours de

normalisation par le groupe IEEE 802.3ah et supportera le 802.1q (Tagging VLAN) et 802.1p (CoS)


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La Résilience du réseau Utilisation de l’anneau optimisé en mode paquet (RPR) en

association avec l’Ethernet métropolitain Protection sélective des classes de services Partage de la bande passante entre tous les nœuds de

l’anneau Qualité de service assurée de bout en bout


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L’Ethernet associé à MPLS La confidentialité des données au niveau métropolitain :

L’étiquetage VLAN Ethernet peut être utilisé jusqu’à 4096 clients

Avec un nombre supérieur de clients, le protocole MPLS peut être une solution : chaque VLAN client peut être transposé sur un LSP (Label Switched Path)

MPLS peut aussi assurer la résilience des services en mettant en place des LSP de secours


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Le multiservice

Demande croissante d’une gamme d’applications devant être introduites rapidement

Réduire les dépenses d’investissement et les coûts d’exploitation (meilleur compétitivité)

Donc pas de technologie unique émulant tous les services mais une combinaison efficace et native

Donc une solution multi-technologie modulaire En maintenant le trafic dans le domaine optique Ne pas remonter aux couches électroniques ou de

commutation et routage


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Le multiservice

SDH (Hiérarchie Numérique Synchrone) fin des années 80: pour le trafic téléphonique technologie dominante (intégration multiservices) modification (agrégation + commutation) possibilité de combiner Ethernet, IP ou ATM avec la

téléphonie et les circuits fixes garantis permet de rerouter le trafic pour contourner les points de

défaillance (protection en fonction de la topologie) fiabilité et capacité de survie éprouvées adaptée aux exigences des contrats de niveau de service

(SLA) entre opérateurs et clients


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Le multiservice

Scénario métropolitain Plusieurs protocoles d’accès fonctionnant à des vitesses

différentes sur divers supports Pas de convergence pour les voix et données Trafic acheminé jusqu’à une station centrale puis dirigé

vers une plate-forme de services SDH indifférente au protocole mis en oeuvre Bande passante généralement sous-employée Pas de nécessité de commutateur de données Pas de mise à jour complète (nouveau client)


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Le multiservice

Les moteurs de la solution multiservice DSL, LMDS, UMTS (large bande) utilisent toutes ATM

La commutation des nœuds optiques Tout le trafic est brassé par la matrice SDH

Ethernet sur les nœuds optiques Problème de haute fiabilité exigée: adaptation des trames

Ethernet à SDH au niveau des nœuds optiques (connexion directe)


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Le multiservice

La convergence avec WDM pour réseau métropolitain Orienté vers des services transparents à plusieurs

centaines de Mbits/s (et Gbits/s) en utilisant les mêmes infrastructures

La gestion des réseaux pour les solutions métropolitaines multiservices Nécessité de souplesse et d’une architecture ouverte pour

une introduction de nouveaux services et de fonctionnalités au rythme des besoins


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Conclusion

Les solutions proposées : Technologies dominées par les services de longueurs

d’onde et en mode paquet Organisation hiérarchique allégée

Les composants optiques protègent les infrastructures de transport

Les technologies de couche 2 assurent les fonctions d’agrégation, de rétablissement et de commutation

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