Le MPLS ou Multiprotocol Label Switching est une technique de routage dans le secteur des réseaux de télécommunication. Il achemine les données d’un nœud à un autre en se basant sur des labels (ou étiquettes) via un chemin court plutôt que sur de longues adresses réseau ; évitant ainsi les recherches complexes dans une table de routage et accélérant les flux de trafic. C’est aussi une option que l’on peut proposer avec nos offres fibre pro.
Ainsi, les labels identifient des liens virtuels (chemins) entre des nœuds distants plutôt que des points d’extrémité. Le Multiprotocol Label Switching peut encapsuler des paquets de divers protocoles réseau, d’où la référence « multi-protocole » figurant dans son nom. Le MPLS prend en charge toute une gamme de technologies d’accès, notamment T1 / E1, ATM, Frame Relay et DSL.
A quoi sert le MPLS ?
Le MPLS est évolutif et indépendant du protocole. Dans un réseau MPLS, les labels sont attribués aux paquets de données. Les décisions de transfert de paquet sont prises uniquement sur le contenu de cette étiquette ; sans qu’il soit nécessaire d’examiner le paquet lui-même. Cela permet de créer des circuits de bout en bout sur tout type de support de transport ; en utilisant n’importe quel protocole. Ainsi, le principal avantage est d’éliminer la dépendance vis-à-vis d’une technologie particulière de couche de liaison de données (couche 2). Je pense par exemple au mode de transfert asynchrone (ATM), le relais de trame, la mise en réseau optique synchrone (SONET) ou Ethernet, et d’éliminer le besoin de recourir à plusieurs couches. 2 réseaux pour satisfaire différents types de trafic. La commutation d’étiquettes multiprotocole appartient à la famille des réseaux à commutation de paquets.
Aussi, le Multiprotocol Label Switching fonctionne au niveau d’une couche généralement comprise entre les définitions traditionnelles de la couche 2 de l’OSI (couche liaison de données) et de la couche 3 (couche réseau). Il est donc souvent appelée protocole de couche 2.5. Le MPLS a été conçu pour fournir un service unifié de transport de données à la fois aux clients basés sur des circuits et aux clients à commutation de paquets fournissant un modèle de service de datagramme. Il peut être utilisé pour transporter de nombreux types de trafic, y compris des paquets IP, ainsi que des trames ATM, SONET et Ethernet natives.
Evolution des technologies
Les technologies MPLS ont évolué en tenant compte des forces et des faiblesses de l’ATM. De nombreux ingénieurs de réseau conviennent que ATM devrait être remplacé par un protocole nécessitant moins de temps système ; tout en fournissant des services en mode connexion pour les trames de longueur variable. MPLS remplace actuellement certaines de ces technologies sur le marché. Il est fort possible que MPLS remplacera complètement ces technologies à l’avenir. Alignant ainsi ces technologies sur les besoins technologiques actuels et futurs.
Ensuite, le Multiprotocol Label Switching supprime notamment les bagages du protocole de commutation de cellules et de protocole de signalisation de l’ATM. MPLS reconnaît que les petites cellules ATM ne sont pas nécessaires dans le cœur des réseaux modernes. Les réseaux fibre optique modernes sont si rapides (à partir de 2017, à 200 Gbit/s et au-delà) que même les paquets de 1 500 octets de pleine longueur ne subissent pas de conséquences importantes. les délais de mise en file d’attente ; la nécessité de réduire ces délais, par exemple pour prendre en charge le trafic vocal, était la motivation de la nature cellulaire de l’ATM.
Enfin, dans le même temps, il tente de préserver l’ingénierie du trafic (TE) et le contrôle hors bande qui ont rendu Frame Relay et ATM attrayants pour le déploiement de réseaux à grande échelle.
Le fonctionnement du MPLS
Le Multiprotocol Label Switching fonctionne en préfixant les paquets avec un en-tête MPLS ; contenant une ou plusieurs étiquettes. Ceci s’appelle une pile d’étiquettes. Ainsi, chaque entrée de la pile d’étiquettes contient quatre champs :
- Une valeur d’étiquette de 20 bits. Une étiquette avec la valeur 1 représente l’étiquette d’alerte du routeur.
- Un champ de classe de trafic de 3 bits pour la priorité QoS (qualité de service) et ECN (notification d’encombrement explicite). Avant 2009, ce champ s’appelait EXP.
- Un indicateur de bas de pile de 1 bit. Si cette option est définie, cela signifie que l’étiquette actuelle est la dernière de la pile.
- Un champ TTL (temps de vie) 8 bits.
Ces paquets étiquetés MPLS sont commutés après une recherche / commutation d’étiquettes au lieu d’une recherche dans la table IP. Comme mentionné ci-dessus, lorsque MPLS a été conçu, la recherche et la commutation d’étiquettes étaient plus rapides qu’une table de routage ou une recherche RIB (Routing Information Base) car elles pouvaient avoir lieu directement dans la matrice commutée et éviter d’utiliser le système d’exploitation.
Aussi, la présence d’une telle étiquette doit cependant être signalée au routeur / commutateur. Dans le cas des trames Ethernet, cela se fait via l’utilisation des valeurs EtherType 0x8847 et 0x8848, respectivement pour les connexions unicast et multicast.
Le routeur MPLS
Un routeur MPLS qui effectue un routage basé uniquement sur l’étiquette est appelé un routeur de commutation d’étiquettes (LSR) ; ou un routeur de transit. Il s’agit d’un type de routeur situé au milieu d’un réseau MPLS. Il est responsable de la commutation des étiquettes utilisées pour router les paquets.
Ainsi, lorsqu’un LSR reçoit un paquet, il utilise l’étiquette incluse dans l’en-tête du paquet comme index pour déterminer le saut suivant sur le chemin à commutation d’étiquettes (LSP) ; ainsi qu’une étiquette correspondante pour le paquet à partir d’une table de correspondance. L’ancienne étiquette est ensuite retirée de l’en-tête et remplacée par la nouvelle étiquette avant que le paquet ne soit acheminé.
Le routeur Edge LSR ou routeur LER
Un routeur Edge LSR ou routeur LER est un routeur qui fonctionne au bord d’un réseau MPLS. Aussi, il agit comme point d’entrée et de sortie du réseau. Les LER apposent une étiquette MPLS sur un paquet entrant et la retirent d’un paquet sortant. Sinon, cette fonction peut être exécutée par le LSR directement connecté au LER sous l’avant-dernier saut.
Lors du transfert d’un datagramme IP dans le domaine MPLS, un routeur LER utilise les informations de routage pour déterminer l’étiquette appropriée à apposer, étiquette le paquet en conséquence ; puis transmet le paquet étiqueté au domaine MPLS. De même, à la réception d’un paquet étiqueté destiné à sortir du domaine MPLS. Le LER enlève l’étiquette et transmet le paquet IP résultant à l’aide de règles de transfert IP normales.
Routeur du fournisseur
Dans le contexte spécifique d’un réseau privé virtuel (VPN) basé sur le MPLS, les LER qui fonctionnent en tant que routeurs d’entrée et/ou de sortie vers le VPN sont souvent appelés routeurs PE (Provider Edge). Les périphériques qui fonctionnent uniquement en tant que routeurs de transit sont appelés de manière similaire routeurs P (fournisseurs). Le travail d’un routeur P est beaucoup plus facile que celui d’un routeur PE. Ils peuvent donc être moins complexes et plus fiables à cause de cela.
Protocole de distribution d’étiquettes
Les étiquettes sont distribuées entre les LER et les LSR à l’aide du protocole LDP (Label Distribution Protocol). Les LSR d’un réseau MPLS échangent régulièrement des informations d’étiquette et d’accessibilité en utilisant des procédures normalisées afin de créer une image complète du réseau afin qu’ils puissent ensuite utiliser pour transférer des paquets.
Chemins à commutation d’étiquettes
Les chemins de commutation par étiquette (LSP) sont établis par l’opérateur de réseau à diverses fins. Par exemple pour créer des réseaux privés virtuels IP basés sur le réseau ou pour acheminer le trafic le long de chemins spécifiés à travers le réseau. À de nombreux égards, les LSP ne sont pas différents des circuits virtuels permanents (PVC) des réseaux ATM ou Frame Relay ; à la différence qu’ils ne dépendent pas d’une technologie de couche 2 particulières.
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