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DESS Réseaux Les nouvelles architectures des réseaux métropolitains
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Les nouvelles architectures des réseaux métropolitains
Les nouvelles architectures des réseaux métropolitains
2DESS Réseaux
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
Les nouvelles architectures des réseaux métropolitains
3DESS Réseaux
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
Les nouvelles architectures des réseaux métropolitains
4DESS Réseaux
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)
Les nouvelles architectures des réseaux métropolitains
5DESS Réseaux
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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6DESS Réseaux
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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7DESS Réseaux
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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8DESS Réseaux
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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9DESS Réseaux
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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10DESS Réseaux
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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11DESS Réseaux
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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12DESS Réseaux
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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13DESS Réseaux
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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14DESS Réseaux
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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15DESS Réseaux
Resilient Packet Ring
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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16DESS Réseaux
Resilient Packet Ring
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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17DESS Réseaux
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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18DESS Réseaux
L’Ethernet métropolitain
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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19DESS Réseaux
L’Ethernet métropolitain
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20DESS Réseaux
L’Ethernet métropolitain
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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21DESS Réseaux
L’Ethernet métropolitain
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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22DESS Réseaux
L’Ethernet métropolitain
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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23DESS Réseaux
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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24DESS Réseaux
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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25DESS Réseaux
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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26DESS Réseaux
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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27DESS Réseaux
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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28DESS Réseaux
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